СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЕССОЛЕННОГО МОЛОКА И ОБЕССОЛЕННОЕ МОЛОКО Российский патент 2013 года по МПК A23C9/146 A23C9/142 A23C19/45 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способу получения деминерализованного молока, деминерализованному молоку, полученному таким способом, способу получения сыра и сыворотки, а также сыру и сыворотке, полученным таким способом.

Настоящая заявка имеет приоритет по дате подачи патентной заявки JP 2009-081424 от 30 марта 2009, содержание которой включено сюда путем ссылки в полном объеме.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Молоко, такое как коровье молоко, богато минеральными веществами, такими как кальций, и высококачественным белком и представляет собой ценный питательный пищевой продукт. В результате его используют не только для непосредственного потребления, но также оно широко используется в качестве сырьевого материала для разнообразных, так называемых, молочных продуктов, таких как йогурт и сыр, в качестве улучшителя вкуса и аромата для хлеба и сладкой выпечки, в качестве сырьевого материала для других напитков и в качестве материала для различных прошедших технологическую обработку пищевых продуктов, таких как смеси для детского питания.

Молоко содержит магний наряду с кальцием. Кальций и магний являются важными нутриентами, потребление которых во многих странах имеет установленную норму. В Японии эти нормы потребления приведены в «Рекомендуемом пищевом рационе для Японии (2005)» («Dietary Reference Intakes for Japanese (2005)»). Дополнительно, кальций и магний являются питательными компонентами, которые могут использоваться в пищевых продуктах с заданной питательной функцией, и за счет удовлетворения конкретных требований пищевые продукты могут считаться кальций или магний обогащенными функциональными продуктами.

Таким образом, питательная важность кальция и магния широко признана, и хотя пищевые продукты обогащают кальцием и/или магнием, и добавки кальция и магния широко доступны, результаты «Национального исследования состояния здоровья и питания населения 2005» («2005 National Health and Nutrition Survey») ясно указывают на то, что уровни потребления не удовлетворяют рекомендованному потреблению их с пищей.

При этом молочные продукты, полученные из молока, считаются высококачественным источником кальция и магния.

С другой стороны, молоко также содержит другие минеральные вещества, такие как натрий и калий. В некоторых случаях предпочтительно снизить содержание этих минеральных веществ, и это в результате привело к предложению множества способов деминерализационной обработки молока.

Ввиду обстоятельств, указанных выше, а также в случаях, когда при деминерализационной обработке молока из него удаляют минеральные вещества, желательно удаление моновалентных минеральных веществ (натрий и калий) без снижения содержания питательно ценных двухвалентных минеральных веществ (кальций и магний).

Традиционно деминерализационную обработку молока проводят посредством ионообменных процессов, процессов нанофильтрации или процессов электродиализа. Например, в Патентном Документе 1 описывается способ, в котором в ионообменном процессе используют катионообменную смолу (смягчающая обработка) для обмена катионов двухвалентных минеральных веществ, содержащихся в растворе молочного сырья, на катионы моновалентных минеральных веществ. Дополнительно, в Патентном Документе 2 также описывается способ, в котором используют катионообменную смолу.

Однако также в указанном выше Патентном Документа 1 при проведении смягчающей обработки использование катионообменной смолы является причиной того, что питательно ценные двухвалентные минеральные вещества замещаются моновалентными минеральными веществами.

Дополнительно, также в технологии, описанной в Патентном Документе 2, использование катионообменной смолы приводит к удалению не только моновалентных минеральных веществ, но также и двухвалентных минеральных веществ. Кроме того, в этом случае происходит преимущественно удаление двухвалентных минеральных веществ.

С другой стороны, в Патентном Документе 3 описывается способ, в котором используют мембранную нанофильтрацию (NF мембрана) для деминерализационной обработки молока.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный Документ 1 - не прошедшая экспертизу опубликованная заявка Японии 2001-275562.

Патентный Документ 2 - Японский патент 2623342.

Патентный Документ 3 - не прошедшая экспертизу опубликованная заявка Японии Hei 08-266221.

СУЩЕСТВО ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Посредством технологии, описанной в указанном выше Патентном Документе 3, ионы натрия и ионы калия проникают через нанофильтрационную мембрану, при этом ионы кальция и магния по существу не проникают и, следовательно, количество моновалентных минеральных веществ может быть селективно снижено.

Однако, поскольку технология, описанная в Патентном Документе 3, является деминерализационной обработкой, основанной на использовании нанофильтрационной мембраны, деминерализационная эффективность не только неудовлетворительна, но и полученное в результате деминерализованное молоко не может быть использовано для производства сыра или сыворотки путем простого проведения термообработки.

Настоящее изобретение получило развитие в свете указанных выше обстоятельств, и его объектом является способ получения деминерализованного молока, позволяющий значительно снизить содержание моновалентных минеральных веществ, избегая при этом снижения содержания двухвалентных минеральных веществ, наряду с обеспечением деминерализованного молока, полученного при использовании указанного выше способа, способ получения сыра и сыворотки из деминерализованного молока, и сыр и сыворотка, полученные посредством указанного выше способа.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ

Способ получения деминерализованного молока по изобретению включает стадию деминерализационной обработки пропусканием раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида с последующим удалением моновалентных минеральных веществ, содержащихся в растворе молочного сырья, посредством процесса мембранного разделения.

Способ мембранного разделения представляет собой предпочтительно процесс нанофильтрации.

Раствор молочного сырья предпочтительно содержит молоко, в котором по меньшей мере часть жира удалена из цельного молока. В таком случае способ может включать дополнительную стадию смешивания жира с деминерализованным молоком после завершения указанной выше стадии деминерализационной обработки.

Деминерализованное молоко по изобретению получают посредством указанного выше способа.

Способ получения сыра и сыворотки по изобретению включает стадию деминерализационной обработки пропусканием раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида с последующим удалением моновалентных минеральных веществ, содержащихся в растворе молочного сырья, посредством процесса мембранного разделения, стадии нагревания деминерализованного молока, полученного на стадии деминерализационной обработки, с получением сгустка и стадии разделения системы твердое вещество-жидкость, путем отделения сгустка от жидкости, отличающейся от сгустка.

Сыр по изобретению получают посредством указанного выше способа получения.

Сыворотку по изобретению получают посредством указанного выше способа получения.

Другими словами, настоящее изобретение относится к аспектам, описанным ниже.

(1) Способ получения деминерализованного молока, включающий пропускание молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида для проведения анионного обмена и удаление моновалентных минеральных веществ, содержащихся в молочном сырье после анионного обмена посредством процесса мембранного разделения.

(2) Способ по (1), где процесс мембранного разделения представляет собой процесс нанофильтрации.

(3) Способ по (1) или (2), где молочное сырье представляет собой молоко, в котором по меньше мере часть жира удалена из цельного молока.

(4) Способ по (3), дополнительно включающий смешивание жира с деминерализованным молоком.

(5) Деминерализованное молоко, полученное посредством способа по любому из (1)-(4), где деминерализованное молоко содержит на 100 г сухих веществ не менее 26 ммоль кальция, не менее 2 ммоль магния, не более 4,5 ммоль натрия, не более 10,5 ммоль калия и не более 3 ммоль лимонной кислоты.

(6) Способ получения сыра и сыворотки, включающий пропускание молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида для проведения анионообмена, удаление моновалентных минеральных веществ, содержащихся в молочном сырье, после анионообмена посредством процесса мембранного разделения с получением, таким образом, деминерализованного молока, нагревание деминерализованного молока с получением сгустка в деминерализованном молоке и проведение разделения системы твердое вещество-жидкость для отделения сгустка от жидкости, отличающейся от сгустка.

(7) Способ по (6), где процесс мембранного разделения представляет собой процесс нанофильтрации.

(8) Сыр, полученный способом по любому из (6) или (7), где сыр содержит на 100 г сухих веществ не менее 20 ммоль кальция, не менее 2 ммоль магния, не более 5 ммоль натрия и не более 10,5 ммоль калия.

(9) Сыворотка, полученная способом по (6) или (7), где сыворотка содержит на 100 г сухих веществ не менее 1,5 ммоль кальция, не менее 1 ммоль магния, не более 10 ммоль натрия и не более 20 ммоль калия.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение позволяет обеспечить способ получения деминерализованного молока, позволяющий значительно снизить содержание моновалентных минеральных веществ, избегая при этом снижения содержания двухвалентных минеральных веществ, наряду с обеспечением деминерализованного молока, полученного при использовании указанного выше способа, способ получения сыра и сыворотки из деминерализованного молока, и сыр и сыворотку, полученные посредством указанного выше способа.

ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже приведено более детальное описание настоящего изобретения. Примеры растворов молочного сырья, используемых в настоящем изобретении, включают частично обезжиренное молоко и обезжиренное молоко. Предпочтительно использование такого типа раствора молочного сырья, в котором часть жира была удалена из цельного молока (молоко, из которого не удаляли жир), поскольку во время стадии деминерализационной обработки, как указано ниже, когда раствор молочного сырья пропускают через анионообменную смолу в форме хлорида с последующим удалением моновалентных минеральных веществ, содержащихся в растворе молочного сырья, посредством процесса мембранного разделения, может быть в большей степени предотвращена адгезия жира на анионообменной смоле в форме хлорида или фильтрационной мембране, и менее вероятным становится загрязнение фильтрационной мембраны.

Указанные выше типы обезжиренного молока могут быть использованы в качестве раствора молочного сырья без дополнительной модификации или также могут быть подвергнуты регулированию концентрации сухих веществ или разведением, или концентрированием раствора молочного сырья. В качестве молочного сырья может быть использовано коровье, козье или овечье молоко и т. п.

Дополнительно, раствор молочного сырья может представлять продукт, полученный восстановлением сухого частично обезжиренного молока, или сухого обезжиренного молока, или аналогичного им, находящегося в порошкообразной форме, за счет использования процесса распылительной сушки или процесса лиофилизации.

Дополнительно, также может быть использовано молоко, прошедшее стерилизацию традиционным способом.

Настоящее изобретение включает стадию деминерализационной обработки, стадию прохождения раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида и последующее удаление моновалентных минеральных веществ, содержащихся в растворе молочного сырья, посредством процесса мембранного разделения.

Анионообменная смола в форме хлорида, используемая на этой стадии, может быть как коммерчески доступной анионообменной смолой в форме хлорида, так и анионообменной смолой, которая конвертирована в форму хлорида обработкой нехлоридной формы сильноосновной или слабоосновной анионообменной смолы солевым раствором, раствором хлорида калия или соляной кислотой либо аналогичным им.

В настоящем изобретении при прохождении раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида анионы раствора молочного сырья, такие как анионы лимонной кислоты, заменяются на хлорид.

Во время прохождения раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида нет конкретных ограничений по условиям, и эти условия могут быть установлены надлежащими при принятии во внимание факторов, таких как эффективность ионообмена и подавление микробной пролиферации.

Примеры предпочтительных условий включают пространственную скорость (SV) от 0,5 до 12, концентрацию сухих веществ в растворе молочного сырья от 4 до 40 вес.% и температуру раствора молочного сырья, составляющую от 2 до 50°C. Показатель SV, выражающий целевую концентрацию ионов хлорида в растворе молочного сырья после прохождения через анионообменную смолу в форме хлорида, является предпочтительным, при этом концентрация сухих веществ и температурные условия являются показателями, которые могут быть подходяще отрегулированы в соответствующих пределах, которые способны повышать концентрацию ионов хлорида в растворе молочного сырья после прохождения через анионообменную смолу в форме хлорида до целевого показателя, не вызывая осаждения лактозы. Обычно эффективность ионообмена повышается, когда показатель SV не слишком высокий, а концентрация сухих веществ сравнительно низкая. Дополнительно, эффективность ионообмена также повышается при снижении объема фракции сухих веществ в потоке на единицу ионообменной способности анионообменной смолы в форме хлорида. Для подавления микробной пролиферации температура раствора молочного сырья предпочтительно не превышает 10°C.

Целевой показатель концентрации ионов хлорида (молярная концентрация) в растворе молочного сырья после прохождения через анионообменную смолу в форме хлорида предпочтительно устанавливают такой же, как показатель концентрации (молярная концентрация) катионов моновалентных минеральных веществ в растворе молочного сырья, что может быть отрегулировано подходящим образом в соответствии с целевым показателем деминерализации или заданной композицией конечного деминерализованного молока.

Таким образом, на стадии деминерализационной обработки по изобретению раствор молочного сырья пропускают через анионообменную смолу в форме хлорида с последующим удалением моновалентных минеральных веществ, содержащихся в растворе молочного сырья, посредством процесса мембранного разделения.

Нет каких-либо конкретных ограничений по используемому процессу мембранного разделения, сохраняющему на высоком уровне показатель катионов двухвалентных минеральных веществ, содержащихся в растворе молочного сырья, и на высоком уровне показатель пермеации для катионов моновалентных веществ. Например, предпочтительным является процесс нанофильтрации.

Используемый здесь термин «процесс нанофильтрации» относится к процессу, включающему стадию, на которой после прохождения через анионообменную смолу в форме хлорида раствор молочного сырья пропускают через нанофильтрационную мембрану и разделяют на пермеат, который прошел через нанофильтрационную мембрану, и концентрат, который не прошел через мембрану. Катионы моновалентных минеральных веществ проходят через мембрану и содержатся в пермеате. Напротив, катионы двухвалентных минеральных веществ по существу не переходят в пермеат и остаются в концентрате. Дополнительно, процесс нанофильтрации также может включать стадию диафильтрации, на которой воду добавляют в концентрат, полученный способом, как указано выше, и полученную в результате смесь снова фильтруют через нанофильтрационную мембрану.

Нанофильтрация (NF) представляет собой процесс мембранного разделения, позиционируемый в области между ультрафильтрацией (UF) и обратным осмосом (RO), и целью является отделение частиц с молекулярной массой от нескольких десятков до нескольких тысяч дальтон, что эквивалентно молекулярному размеру в нанометрических пределах. Среди минеральных веществ, сахаров, аминокислот и витаминов и тому подобного эти частицы имеют низкую молекулярную массу и низкий уровень прохождения через мембрану. Хотя конкретные примеры NF мембран включают серии DL, DK и HL мембран от GE Water Technologies Inc., серии SR-3 мембран от Koch Membrane Systems, Inc., the DOW серии NF мембран от Dow Chemical Company и серии NTR мембран от Nitto Denko Corporation, это не полный список, и подходящие мембраны могут быть выбраны согласно потребностям.

Примеры других процессов мембранного разделения, которые могут быть использованы, включают традиционные процессы, такие как процессы электродиализа и процессы диализа. Также может быть использовано множество процессов в комбинации. Однако, как указано выше, предпочтительной является нанофильтрация как в рамках способности проведения деминерализации и одновременного концентрирования, так и в рамках способности достижения более высокого уровня деминерализации комбинированием стадии нанофильтрации со стадией диафильтрации, если требуется.

Посредством такого типа стадии деминерализационной обработки, в которой раствор молочного сырья пропускают через анионообменную смолу в форме хлорида с последующим удалением моновалентных минеральных веществ, содержащихся в растворе молочного сырья, посредством процесса мембранного отделения, содержание моновалентных минеральных веществ может быть дополнительно снижено по сравнению с тем, когда раствор молочного сырья просто отделяют посредством процесса мембранного разделения, без прохождения сначала раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида.

Следовательно, в настоящем изобретении во время стадии деминерализационной обработки перед подачей раствора молочного сырья на процесс мембранного разделения, такой как нанофильтрация, раствор молочного сырья подвергают прохождению сначала через анионообменную смолу в форме хлорида, увеличивая, таким образом, концентрацию ионов хлорида в растворе молочного сырья, и затем подают на процесс мембранного разделения. Дополнительно, поскольку процесс используют для увеличения концентрации ионов хлорида в растворе молочного сырья, также возможны другие процессы, такие как процесс, в котором в раствор молочного сырья добавляют соляную кислоту. Однако если соляную кислоту добавляют в раствор молочного сырья, затем pH раствора молочного сырья снижается и существует обеспокоенность тем, что pH может упасть ниже изоэлектрической точки (pH 4,6) казеина, содержащегося в растворе молочного сырья. Если pH раствора молочного сырья близок к 4,6, казеин агрегирует, и по этой причине добавление соляной кислоты нежелательно.

Напротив, пропускание раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида предпочтительно, поскольку это не вызывает указанного выше снижения pH.

Традиционно в молочных продуктах и аналогичных им ионы хлорида удаляют.

Например, на странице 245 «Milk and Dairy Products» (Yokendo Co., Ltd.) описывается удаление ионов хлорида посредством анионообменной смолы во время деминерализации сыворотки. Дополнительно, на странице 353 «Production of Dairy Products II» (Asakura Publishing Co., Ltd.) также указывается на хлор, как на ион, который удаляют ионообменом. Следовательно, традиционно посредством анионообменной смолы, вместо анионообменной смолы в форме хлорида, обычно используют анионообменную смолу в форме гидроксида. Применение анионообменной смолы в форме гидроксида подтверждено описанием на странице 353 «Production of Dairy Products II» (Asakura Publishing Co., Ltd.), в котором указывается, что гидроксид натрия используют в качестве восстанавливающего агента, и тем фактом, что анионообменные смолы, приведенные в качестве примеров в абзаце 0024 указанного выше Патентного Документа 1, все находятся в форме гидроксидов.

Дополнительно, обычно используемый здесь термин «деминерализация» относится к удалению ионов хлорида, например, как указанно на странице 644 «Chemical Encyclopedia 5» (Kyoritsu Shuppan Co., Ltd.).

В противоположность этому типу традиционно принятых знаний, в настоящем изобретении используют анионообменную смолу в форме хлорида, и концентрация ионов хлорида в растворе молочного сырья не снижена, но фактически с самого начала повышена. Последующей обработкой раствора молочного сырья процессом мембранного разделения может быть получено деминерализованное молоко с очень сильно пониженной концентрацией моновалентных минеральных веществ.

Это применение процесса мембранного разделения после прохождения раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида является новым подходом.

Деминерализованное молоко по изобретению предпочтительно содержит на 100 г сухих веществ, не менее 26 ммоль, более предпочтительно не менее 28 ммоль и еще более предпочтительно не менее 30 ммоль кальция, не менее 2 ммоль, более предпочтительно не менее 3 ммоль и еще более предпочтительно не менее 4 ммоль магния, не более 4,5 ммоль, более предпочтительно не более 3 ммоль и еще более предпочтительно не более 1,5 ммоль натрия, не более 10,5 ммоль, более предпочтительно не более 7 ммоль и еще более предпочтительно не более 3,5 ммоль калия, и не более 3 ммоль, более предпочтительно не более 1,5 ммоль и еще более предпочтительно не более 1 ммоль лимонной кислоты.

Дополнительно, содержание кальция в деминерализованном молоке, обычно составляет не более 32 ммоль на 100 г сухих веществ, а содержание магния, обычно составляет не более 5 ммоль на 100 г сухих веществ.

Способ получения по изобретению должен включать по меньшей мере стадию деминерализационной обработки пропусканием раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида и последующее удаление моновалентных минеральных веществ, содержащихся в растворе молочного сырья, посредством процесса мембранного разделения. Например, стадия деминерализационной обработки может быть повторена множество раз и, если требуется, может быть проведен дополнительный процесс мембранного разделения, такой как процесс нанофильтрации, процесс электродиализа или процесс диализа, в виде отдельного процесса как перед, так и после указанной выше стадии деминерализации.

Дополнительно, в таких случаях, когда используют циркуляционный процесс мембранного разделения (периодическая обработка) нанофильтрацией, в котором раствор молочного сырья подают на нанофильтрационную мембрану для разделения на пермеат и концентрат, и полученный в результате концентрат затем возвращают в танк с раствором сырья и рециркулируют через систему, обработка пропусканием раствора молочного сырья через анионообменную смолу в форме хлорида может быть проведена как перед возвращением концентрата в танк с сырьевым раствором, так и после возвращения в танк с сырьевым раствором. Кроме того, также может быть использован процесс нанофильтрации по двойному контуру, в котором раствор молочного сырья из танка с сырьевым раствором подают на нанофильтрационную мембрану с получением в результате концентрата, который затем возвращают в танк с сырьевым раствором в одну операцию, при этом в операции разделения раствор молочного сырья из танка с сырьевым раствором пропускают через анионообменную смолу в форме хлорида с получением в результате жидкости, которую затем возвращают в танк с сырьевым раствором.

Дополнительно, деминерализованное молоко по изобретению может быть использовано в форме традиционного жидкого молока в качестве сырьевого материала для пищевого продукта или аналогичного ему, или может быть использовано в порошкообразной форме, если требуется. Нет конкретных ограничений по способу получения порошкообразной формы, и примеры включают процессы распылительной сушки и процессы лиофилизации. Однако, поскольку деминерализованное молоко образует сгусток при нагревании, то процесс получения порошкообразной формы, такой как распылительная сушка, в процессе которой проводят нагревание, предпочтительно проводят в условиях, не приводящих к образованию сгустка. Если в качестве молочного сырья используют молоко, прошедшее высокотемпературную термообработку в условиях стерилизации или аналогичного им, то образование сгустка становится менее вероятным. Дополнительно, как приведено ниже, поскольку концентрация термообработанного раствора снижена, появление сгустка становится менее вероятным.

Деминерализованное молоко по изобретению, как указано выше, имеет менее соленый вкус, придает более сильное молочное ощущение и имеет более приятный вкус и аромат по сравнению с традиционными молочными продуктами, и, следовательно, имеет отличную оценку при применении в качестве материала пищевого продукта.

В частности, деминерализованное молоко может быть использовано в качестве сырьевого материала для разнообразных пищевых продуктов, включая напитки с пониженным содержанием соли (такие, как кофе с молоком и чай с молоком), молочные продукты (такие, как сгущеное молоко, напитки на основе молока, йогурт, сухое молоко и смесь для детского питания) и кондитерские изделия в западном стиле (такие как молочный пудинг, молочное желе и пирожные), наряду с диетическими пищевыми продуктами, жидкими пищевыми продуктами, хлебом и сладостями. Дополнительно, гелеобразные молочные продукты, такие как йогурт, и кондитерские изделия в западном стиле, такие как молочный пудинг и молочное желе, получают посредством деминерализованного молока по изобретению, что позволяет получить более эластичную текстуру по сравнению с традиционными продуктами. Считается, что этот феномен связан с тем, что деминерализованное молоко по изобретению склонно к образованию геля при нагревании.

Считается, что эта способность получать продукты с пониженной соленостью и сильным молочным ощущением дает значительные преимущества при получении заданных пищевых продуктов.

Дополнительно, поскольку деминерализованное молоко по изобретению имеет низкое содержание натрия, оно может быть использовано в качестве сырьевого материала для пищевых продуктов с низким содержанием натрия. Пищевые продукты с низким содержание натрия, в частности, применяют для пациентов с заболеваниями почек или высоким кровяным давлением.

Дополнительно, посредством молока, в котором по меньшей мере часть жира удалена из цельного молока, в качестве молочного сырья для получения деминерализованного молока из этого раствора молочного сырья с последующим смешиванием с сепарированными сливками в качестве жира с полученным таким образом деминерализованным молоком, может быть получено молоко с более низким содержанием натрия и калия, чем в традиционном молоке. Затем посредством этого молока в качестве исходного материала могут быть получены традиционные молочные продукты и продукты переработки.

Добавлением одного или более вещества, выбранного из группы, состоящей из молочного жира, такого как сепарированные сливки и сливочное масло, жиры на растительной основе и жиры на животной основе, в деминерализованное молоко в качестве жира, могут быть получены пищевые продукты с высоким содержанием жира и сырьевые материалы для пищевых продуктов, которые содержат молочные компоненты, но имеют более низкое содержание натрия и калия по сравнению с традиционными продуктами. Молоко, полученное таким способом, и молочные продукты, продукты переработки, пищевые продукты с высоким содержанием жира и сырьевые материалы для пищевых продуктов, получаемых посредством молока в качестве исходного сырьевого материала, имеют более низкое содержание натрия и калия по сравнению с традиционными продуктами и представляют так называемые продукты с пониженным содержанием золы.

Дополнительно, при подаче раствора молочного сырья на стадию деминерализационной обработки способом, описанным выше, с получением деминерализованного молока по изобретению и последующем нагревании деминерализованного молока на стадии термообработки получают сгусток. После стадии термообработки проводят стадию разделения системы твердое вещество-жидкость путем отделения сгустка от жидкости, отличающейся от сгустка, и получают сыр и сыворотку по изобретению.

В частности, так как концентрация сухих веществ понижена, поскольку степень ионообмена во время стадии ионообмена понижена и поскольку термообработка молочного сырья проведена при высокой температуре, то для получения сгустка требуется нагревание при более высокой температуре в течение более длительного периода времени, и, следовательно, концентрация сухих веществ, условия нагревания и свойства молочного сырья должны быть выбраны в соответствии со свойствами заданного сгустка. Если концентрация сухих веществ в деминерализованном молоке составляет от 10 до 25%, нагревание проводят при температуре от 70 до 90°C в течение периода времени от 1 до 5 минут. Дополнительно, предпочтительно молочное сырье, нестерилизованное молоко или молоко, которое было стерилизовано в мягких условиях, известных как «низкотемпературные».

Твердый материал, полученный прессованием сгустка, представляет собой сыр, при этом полученная в результате жидкость после удаления сыра из нагретого деминерализованного молока представляет собой сыворотку.

Другими словами, в настоящем изобретении сгусток, полученный нагреванием деминерализованного молока, указан как сыр, а оставшаяся жидкость указана, как сыворотка.

Нет конкретных ограничений по фактическому используемому процессу разделения системы твердое вещество-жидкость, и один из конкретных примеров включает фильтрацию посредством фильтра с размером ячеек около 200.

Посредством указанного выше способа сыр может быть получен без добавления молочнокислых бактерий или сычуга, что является необходимой стадией при традиционном получении сыра. Следовательно, колебания в качестве продукта, вызванные посредством природных материалов, таких как молочнокислые бактерии и сычуг, и стоимость, связанная с использованием этих природных материалов, могут быть снижены.

Дополнительно, сыр по изобретению, полученный указанным выше способом, может быть получен с более высоким выходом по сравнению с традиционными сырами и поэтому имеет преимущества с экономической точки зрения.

Сыр по изобретению может быть потреблен в виде свежего сыра или может быть использован в качестве сырьевого материала для пищевых продуктов, или в других применениях.

Сыр по изобретению предпочтительно содержит на 100 г сухих веществ не менее 20 ммоль и более предпочтительно не менее 26 ммоль кальция, не менее 2 ммоль и более предпочтительно не менее 5 ммоль магния, не более 5 ммоль и более предпочтительно не более 3,5 ммоль натрия, но не более 10,5 ммоль и более предпочтительно не более 7 ммоль калия.

Дополнительно, содержание кальция в сыре обычно составляет не более 50 ммоль на 100 г сухих веществ, и содержание магния обычно составляет не более 8 ммоль на 100 г сухих веществ.

С другой стороны, сыворотка, полученная по изобретению указанным выше способом, имеет более низкие уровни натрия и калия по сравнению с традиционными сыворотками, и, следовательно, более низкое содержание золы, и, следовательно, имеет менее соленый вкус. Как результат, сыворотка по изобретению может быть использована в тех же самых применениях, что и традиционные сыворотки без прохождения сначала деминерализационной обработки, которая требуется для традиционных сывороток.

Например, смеси для детского питании, а именно сухое молоко, которое используют как заменитель грудного молока, традиционно получают посредством сыворотки в качестве сырьевого материала. Поскольку традиционные сыворотки имеют более высокое содержание минеральных веществ по сравнению с грудным молоком, обычно когда в качестве сырьевого материала для сухого молока используют традиционную сыворотку, то сыворотка проходит сначала деминерализационную обработку. Однако сыворотка по изобретению может быть использована в качестве сырьевого материала для сухого молока без необходимости деминерализационной обработки.

Сыворотка по изобретению предпочтительно содержит на 100 г сухих веществ, не менее 1,5 ммоль и более предпочтительно не менее 2,5 ммоль кальция, не менее 1 ммоль и более предпочтительно не менее 1,5 ммоль магния, не более 10 ммоль и более предпочтительно не более 5 ммоль натрия, более предпочтительно не более 20 ммоль и более предпочтительно не более 10 ммоль калия.

Дополнительно, содержание кальция в сыворотке обычно составляет не более 15 ммоль на 100 г сухих веществ и содержание магния обычно составляет не более 6 ммоль на 100 г сухих веществ.

ПРИМЕРЫ

Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на неограничивающие примеры.

В следующих примерах все проценты являются весовыми.

Пример 1

8 кг сухого обезжиренного молока (сухое обезжиренное молоко Morinaga (низкотемпературная термообработка), состав композиции: белок 36,6%, жир 0,7%, углеводы 51,2%, зола 7,9% и влага 3,6%, содержание минеральных веществ (на 100 сухого молока): натрий 17,6 ммоль, калий 41,2 ммоль, кальций 31,2 ммоль, магний 4,8 ммоль и лимонная кислота 9,4 ммоль) используют в качестве молочного сырья, это молочное сырье растворяют в 92 кг воды и охлаждают до около 10°C с получением раствора молочного сырья.

Этот раствор (раствор молочного сырья) пропускают через 6 л сильноосновной анионообменной смолы (Amberlite IRA402BL), которую заранее конвертируют в форму хлорида пропусканием солевого раствора через смолу с последующей промывкой водой при показателе SV 6 с получением, таким образом, ионообменного раствора.

Затем этот раствор подвергают нанофильтрации описанным ниже способом.

А именно поддерживают температуру 10°C или ниже, раствор подают на нанофильтрационную мембрану (DL3840C-30D, от GE Water Technologies Inc.), и раствор концентрируют до достижения 2-кратной концентрации посредством циркуляционной системы, в которой пермеат выгружают из системы, а концентрат возвращают в танк с сырьевым раствором. Затем используют ту же нанофильтрационную мембрану, операцию диафильтрации проводят посредством объема деионизированной воды, который в 2,5 раза больше объема концентрата. Далее используют ту же нанофильтрационную мембрану, концентрация сухих веществ в танке с сырьевым раствором повышается до 25%, выход 23 кг деминерализованного концентрированного обезжиренного молока (деминерализованное молоко).

Из полученного, таким образом, деминерализованного молока 16 кг сушат распылительной сушкой посредством распылительной сушилки от GEA Niro, при условиях, включающих поток горячего воздуха при температуре 160°C и температуре воздуха на выходе 82°C с выходом 3,5 кг сухого деминерализованного обезжиренного молока.

При проведении анализа компонентов сухого деминерализованного обезжиренного молока установлено следующее содержание в составе композиции сухого деминерализованного обезжиренного молока, как приведено далее в Таблице 1: белка 37,4%, жира 0,8%, углеводов 54,0%, золы 4,1% и влаги 3,7%. Дополнительно, содержание минеральных веществ на 100 г сухого молока составляет 1,4 ммоль натрия, 2,6 ммоль калия, 29,7 ммоль кальция, 4,2 ммоль магния и 0,9 ммоль лимонной кислоты.

Анализ компонентов проводят следующим образом.

Белок: метод микроКъельдаля

Жир: метод Розе-Готлиба

Углеводы: метод вычитания

Зола: нагревание при температуре 550°C с последующим измерением оставшейся массы.

Влага: снижение массы при сушке.

Натрий, калий, кальций, магний: ICP метод.

Лимонная кислота: метод ВЭЖХ.

Сравнительный пример 1

Раствор молочного сырья получают, растворяя 8 кг сухого обезжиренного молока по Примеру 1 в 92 кг воды, и за исключением подачи раствора молочного сырья непосредственно на процесс нанофильтрации, без прохождения сначала раствора через анионообменную смолу в форме хлорида, операции проводят по Примеру 1, выход 24 кг деминерализованного концентрированного обезжиренного молока (деминерализованное молоко), в котором концентрация сухих веществ повышена до 25%.

Из полученного, таким образом, деминерализованного молока, 15 кг сушат распылительной сушкой по Примеру 1 с выходом 3,4 кг сухого деминерализованного обезжиренного молока. Анализ компонентов сухого деминерализованного обезжиренного молока проводят по Примеру 1, установлен следующий состав композиции сухого деминерализованного обезжиренного молока, как приведено далее в Таблице 1: белка 36,9%, жира 0,8%, углеводов 52,3%, золы 6,0% и влаги 4,0%. Дополнительно, содержание минеральных веществ на 100 г сухого молока составляет 7,2 ммоль натрия, 14,2 ммоль калия, 30,2 ммоль кальция, 4,4 ммоль магния и лимонной кислоты 8,0 ммоль.

Таблица 1   Композиция сухого обезжиренного молока, используемого в растворе молочного сырья Пример 1 Сравнительный пример 1 Влага (%) 3,6 3,7 4,0 Натрий (ммоль/100 г) 17,6 1,4 7,2 Калий (ммоль/100 г) 41,2 2,6 14,2 Кальций (ммоль/100 г) 31,2 29,7 30,2 Магний (ммоль/100 г) 4,8 4,2 4,4 Натрий+калий (ммоль/100 г) 58,8 4,0 21,4 Кальций+магний (моль/г) 36,0 33,9 34,6 Лимонная кислота (ммоль/100 г) 9,4 0,9 8,0

Как видно из Таблицы 1, несмотря на тот факт, что в обоих примерах проводят один и тот же процесс нанофильтрации, деминерализованное молоко по Примеру 1, в котором раствор молочного сырья сначала пропускают через анионообменную смолу в форме хлорида для повышения концентрации ионов хлорида в растворе молока, имеет по существу такое же содержание двухвалентных минеральных веществ, как в деминерализованном молоке по Сравнительному примеру 1, но демонстрирует значительно сниженное содержание моновалентных минеральных веществ.

Оценочный пример 1

Деминерализованное молоко по Примеру 1 и деминерализованное молоко по Сравнительному примеру 1 оценивают на вкус и аромат. В частности, каждое из видов деминерализованного молока получают, как 10% водный раствор, и затем проводят оценку вкуса, аромата, степени солености и силу ощущения молочного вкуса при участии дегустационной комиссии из 21 квалифицированного дегустатора.

Как приведено в Таблице 2, результаты показывают, что по сравнению со Сравнительным примером 1, деминерализованное молоко по Примеру 1 имеет статистически значительно более предпочтительный вкус и аромат, более низкую степень солености и более выраженное ощущение молочного вкуса.

Таблица 2   Число дегустаторов, которые предпочли Пример 1 Нет конкретных предпочтений Число дегустаторов, которые предпочли Сравнительный пример 1 p value* Вкус и аромат 14 человек 5 человек 2 человека <0,01 Степень солености 0 человек 4 человека 17 человек <0,01

Сила ощущения молочного вкуса 14 человек 4 человека 3 человека <0,05 *Критерий суммы рангов Уилкоксона.

Пример 2

8 кг сухого обезжиренного молока по Примеру 1 используют в качестве молочного сырья, растворяют в 92 кг воды и охлаждают до около 10°C с получением раствора молочного сырья, идентичного раствору по Примеру 1.

Затем, поддерживая температуру 10°C или ниже, этот раствор молочного сырья пропускают через 6 л сильноосновной анионообменной смолы (Amberlite IRA402BL), которую заранее конвертируют в форму хлорида пропусканием солевого раствора через смолу с последующей промывкой водой при показателе SV 6 с получением, таким образом, ионообменного раствора.

Затем этот раствор подвергают нанофильтрации описанным ниже способом.

А именно поддерживают температуру 10°C или ниже, раствор подают на нанофильтрационную мембрану (DL4040C, от Osmonics, Inc.) и раствор концентрируют до достижения 3-кратной концентрации посредством циркуляционной системы, в которой пермеат выгружают из системы и концентрат возвращают в танк с сырьевым раствором. Затем используют ту же нанофильтрационную мембрану, операцию диафильтрации проводят посредством объема деионизированной воды, который в 2 раза больше объема концентрата, с выходом 22,6 кг деминерализованного концентрированного обезжиренного молока (деминерализованное молоко).

Полученное, таким образом, деминерализованное молоко подвергают лиофилизации с выходом 5,1 кг сухого деминерализованного обезжиренного молока.

При проведении анализа компонентов сухого деминерализованного обезжиренного молока по Примеру 1 установлен следующий состав композиции сухого деминерализованного обезжиренного молока, как приведено далее в Таблице 3: белка 37,6%, жира 0,8%, углеводов 54,3%, золы 3,7% и влаги 3,6%. Дополнительно, содержание минеральных веществ на 100 г сухого молока составляет 1,6 ммоль натрия, 3,7 ммоль калия, 30,2 ммоль кальция, 4,7 ммоль магния и 0,8 ммоль лимонной кислоты.

Сравнительный пример 2

Раствор молочного сырья получают, растворяя сухое обезжиренное молоко по Примеру 1 в 92 кг воды, и за исключением подачи раствора молочного сырья непосредственно на процесс нанофильтрации, без прохождения сначала раствора через анионообменную смолу в форме хлорида, операции проводят по Примеру 2, выход 26,5 кг деминерализованного концентрированного обезжиренного молока (деминерализованное молоко).

Полученное, таким образом, деминерализованное молоко подвергают лиофилизации с выходом 5,9 кг сухого деминерализованного обезжиренного молока. Анализ компонентов сухого деминерализованного обезжиренного молока проводят по Примеру 1, установлен следующий состав композиции сухого деминерализованного обезжиренного молока, как приведено далее в Таблице 3: белка 37,5 %, жира 0,7%, углеводов 52,0%, золы 5,9% и влаги 3,9%. Дополнительно, содержание минеральных веществ на 100 г сухого молока составляет 6,9 ммоль натрия, 16,7 ммоль калия, 28,9 ммоль кальция, 4,5 ммоль магния и лимонной кислоты 8,9 ммоль.

Таблица 3   Композиция сухого обезжиренного молока, используемого в растворе молочного сырья Пример 2 Сравнительный пример 2 Влага (%) 3,6 3,6 3,9 Натрий (ммоль/100 г) 17,6 1,6 6,9 Калий (ммоль/100 г) 41,2 3,7 16,7 Кальций (ммоль/100 г) 31,2 30,2 28,9 Магний (ммоль/100 г) 4,8 4,7 4,5 Натрий+калий (ммоль/100 г) 58,8 5,3 23,6 Кальций+магний (моль/г) 36,0 34,9 33,4 Лимонная кислота (ммоль/100 г) 9,4 0,8 8,9

Как видно из Таблицы 3, несмотря на тот факт, что в обоих примерах проводят один и тот же процесс нанофильтрации, деминерализованное молоко по Примеру 2, в котором раствор молочного сырья сначала пропускают через анионообменную смолу в форме хлорида для повышения концентрации ионов хлорида в растворе молока, имеет по существу такое же содержание двухвалентных минеральных веществ, как и в деминерализованном молоке по Сравнительному примеру 2, но демонстрирует значительно сниженное содержание моновалентных минеральных веществ.

Оценочный пример 2

Деминерализованное молоко по Примеру 2 и деминерализованное молоко по Сравнительному примеру 2 оценивают на вкус и аромат по Тестовому примеру 1.

Как приведено в Таблице 4, результаты показывают, что по сравнению со Сравнительным примером 2, деминерализованное молоко по Примеру 2 имеет статистически значительно более предпочтительный вкус и аромат, более низкую степень солености и более выраженное ощущение молочного вкуса.

Таблица 4   Число дегустаторов, которые предпочли Пример 2 Нет конкретных предпочтений Число дегустаторов, которые предпочли Сравнительный пример 2 p value* Вкус и аромат 13 человек 5 человек 3 человека <0,05 Степень солености 0 человек 5 человек 16 человек <0,01 Сила ощущения молочности 14 человек 4 человека 3 человека <0,05 *Критерий суммы рангов Уилкоксона.

Пример 3

8 кг сухого обезжиренного молока по Примеру 1 используют в качестве молочного сырья, растворяют в 92 кг воды и охлаждают до около 10°C с получением раствора молочного сырья, идентичного раствору по Примеру 1.

Затем, поддерживая температуру 10°C или ниже, раствор подают на нанофильтрационную мембрану (DL3840C-30D от GE Water Technologies Inc.) и раствор концентрируют до достижения 2-кратной концентрации посредством циркуляционной системы, в которой пермеат выгружают из системы и концентрат возвращают в танк с сырьевым раствором. Полученный в результате раствор разбавляют деионизированной водой до достижения концентрации сухих веществ 7%.

Затем раствор пропускают через 4 л сильноосновной анионообменной смолы (Amberlite IRA402BL), которую заранее конвертируют в форму хлорида пропусканием солевого раствора через смолу с последующей промывкой водой при показателе SV 8 с получением, таким образом, ионообменного раствора.

Затем, поддерживая температуру 10°C или ниже, раствор подают на нанофильтрационную мембрану, идентичную используемой выше, и раствор концентрируют до достижения 2-кратной концентрации. Затем используют ту же нанофильтрационную мембрану, операцию диафильтрации проводят посредством объема деионизированной воды, который в 1,5 раза больше объема концентрата, с выходом 46,2 кг деминерализованного концентрированного обезжиренного молока (деминерализованное молоко).

Полученное, таким образом, деминерализованное молоко подвергают лиофилизации с выходом 6,0 кг сухого деминерализованного обезжиренного молока. При проведении анализа компонентов сухого деминерализованного обезжиренного молока по Примеру 1 установлен следующий состав композиции сухого деминерализованного обезжиренного молока, как приведено далее в Таблице 5: белка 36,9%, жира 0,8%, углеводов 54,4%, золы 4,3% и влаги 3,6%. Дополнительно, содержание минеральных веществ на 100 г сухого молока составляет 2,9 ммоль натрия, 6,7 ммоль калия, 28,1 ммоль кальция, 4,3 ммоль магния и 1,3 ммоль лимонной кислоты.

Таблица 5   Композиция сухого обезжиренного молока, используемого в растворе молочного сырья Пример 3 Влага (%) 3,6 3,6 Натрий (ммоль/100 г) 17,6 2,9 Калий (ммоль/100 г) 41,2 6,7 Кальций (ммоль/100 г) 31,2 28,1 Магний (ммоль/100 г) 4,8 4,3 Натрий+калий (моль/100 г) 58,8 9,6 Кальций+магний (моль/г) 36,0 32,4 Лимонная кислота (ммоль/100 г) 9,4 1,3

Тестовый пример 3.

Проводят оценку вкуса и аромата сухого деминерализованного молока по Примеру 3 и коммерчески доступного сухого обезжиренного молока (от Morinaga Milk Industry Co., Ltd.) по Тестовому примеру 1.

Как приведено в Таблице 6, результаты показывают, что по сравнению со Сравнительным примером 2, деминерализованное молоко по Примеру 2 имеет статистически значительно более предпочтительный вкус и аромат, более низкую степень солености и более выраженное ощущение молочного вкуса.

Таблица 6   Число дегустаторов, которые предпочли Пример 3 Нет конкретных предпочтений Число дегустаторов, которые предпочли Сравнительный пример 3 p value* Вкус и аромат 14 человек 5 человек 2 человека <0,01 Степень солености 0 человек 3 человека 18 человек <0,01 Сила ощущения молочности 14 человек 3 человека 4 человека <0,05 *Критерий суммы рангов Уилкоксона.

Пример 4

1 кг деминерализованного обезжиренного молока по Примеру 1 растворяют в 10 кг воды и смешивают с 0,9 кг сепарированных сливок с содержанием жира 48%, приготовленных отдельно, с получением молочного напитка. Состав композиции после смешивания: белок 3,4%, жир 3,6%, углеводы 5,2%, зола 0,4% и вода 87,4%. Дополнительно, содержание минеральных веществ на 100 г молочного напитка составляет 0,2 ммоль натрия, 0,4 ммоль калия, 2,7 ммоль кальция и 0,4 ммоль магния.

По сравнению с традиционным коровьим молоком этот молочный напиток демонстрирует меньшую соленость, более высокую степень сладости и усиленное ощущение молочного вкуса.

Пример 5

4 кг деминерализованного обезжиренного молока, полученного по Примеру 1, нагревают при температуре 80°C в течение одной минуты с получением сгустка. Сгусток собирают вместе и затем собирают на сите с фильтром из смолы с размером ячеек 200 с выходом 1,9 кг сыра.

Этот сыр имеет минимальную соленость, демонстрирует превосходную эластичность и ощущение молочного вкуса, имеет превосходные вкус и аромат, аналогичные таковому у сыра моцарелла.

Часть этого сыра подвергают лиофилизации и измельчают с использованием традиционных способов. При проведении анализа компонентов, который проводят на измельченном продукте, установили, что состав композиции сыра: белка 56,9%, жира 0,7%, углеводов 35,0%, золы 6,0% и влаги 1,4%. Дополнительно, содержание минеральных веществ на 100 г измельченного продукта составляет: 1,1 ммоль натрия, 1,9 ммоль калия, 48,2 ммоль кальция и 5,8 ммоль магния.

С другой стороны, остаточная жидкость после отделения сырного сгустка из нагретого деминерализованного обезжиренного молока, имеющего массу 2,1 кг, слегка мутная и имеет так называемые сывороткоподобные вкус и аромат, хотя имеет низкий уровень солености и более высокий уровень сладости. Концентрация сухих веществ в жидкости составляет 9,9%.

Часть этой жидкости подвергают лиофилизации и измельчают с использованием традиционных способов. При проведении анализа компонентов, который проводят на измельченном продукте, как приведено в Таблице 7, установили, что состав сухих веществ в жидкости включает: белка 5,3%, жира 0,8%, углеводов 92,8% и золы 1,1%. Дополнительно, содержание минеральных веществ на 100 г измельченного продукта составляет: 2,9 ммоль натрия, 4,1 ммоль калия, 3,4 ммоль кальция и 2,0 ммоль магния.

Таблица 7   Сыворотка по Примеру 5 Коммерчески доступная сырная сыворотка Грудное молоко Натрий (ммоль/100 г сухих веществ) 2,9 24,1 5,4 Калий (ммоль/100 г сухих веществ) 4,1 65,6 10,2 Кальций (ммоль/100 г сухих веществ) 3,4 11,7 5,6 Магний (ммоль/100 г сухих веществ) 2,0 4,6 1,0 Зола (%) 1,1 7,6 1,7

Как видно из Таблицы 7, по сравнению с традиционной подсырной сывороткой, сыворотка, полученная по Примеру 5, имеет гораздо более низкое содержание моновалентных минеральных веществ, следовательно, также более низкое содержание золы, что делает ее чрезвычайно используемой в качестве сырьевого материала для сухого молока.

В Таблице 7 показатели, полученные при проведении анализа состава композиции грудного молока, приведены, как контроль. Все показатели, приведенные в Таблице 7, являются показателями по сухому веществу.

Дополнительно, посредством сухой сыворотки по Примеру 5 (сухая сыворотка) и коммерчески доступной сухой сырной сыворотки (от Fonterra Co-operative Group) получают 10% водные растворы и проводят оценку вкуса, аромата и степени солености при участии дегустационной комиссии из 21 квалифицированного дегустатора (Таблица 8).

Таблица 8   Число дегустаторов, которые предпочли Пример 5 Нет конкретных предпочтений Число дегустаторов, которые предпочли Сравнительный пример 1 p value* Вкус и аромат 18 человек 8 человека 1 человек <0,01 Степень солености 0 человек 1 человек 20 человек <0,01 *Критерий суммы рангов Уилкоксона.

Как приведено в Таблице 8, результаты показывают, что по сравнению с коммерчески доступной сухой сырной сывороткой сыворотка по Примеру 5 имеет статистически значительно более предпочтительные вкус и аромат, более низкую степень солености.

Пример 6

4 кг сухого обезжиренного молока (сухое обезжиренное молоко Morinaga (низкотемпературной термообработки), состав композиции: белок 36,6%, жир 0,7%, углеводы 51,2%, зола 7,9% и влага 3,6%, содержание минеральных веществ (на 100 г сухого молока): натрий 17,6 ммоль, калий 41,2 ммоль, кальций 31,2 ммоль, магний 4,8 ммоль и лимонная кислота 9,4 ммоль) растворяют в 29 кг воды и раствор охлаждают до около 10°C.

Этот раствор пропускают через 1,8 л сильноосновной анионообменной смолы (Amberlite IRA402BL) (соотношение количества сухих веществ в растворе молочного сырья к количеству ионообменной смолы составляет 2,2) в форме хлорида при показателе SV 6 с получением, таким образом, ионообменного раствора. Поддерживая температуру 10°C или ниже, раствор подают на нанофильтрационную мембрану (DL3840C-30D от GE Water Technologies Inc.), и раствор концентрируют до достижения 1,5-кратной концентрации посредством циркуляционной системы, в которой пермеат выгружают из системы и концентрат возвращают в танк с сырьевым раствором. Затем проводят диафильтрацию (диализ-фильтрацию) посредством объема деионизированной воды, который в 2,5 раза больше объема концентрата, с выходом 22 кг деминерализованного концентрированного обезжиренного молока. Это деминерализованное обезжиренное молоко подвергают лиофилизации с выходом 2,9 кг сухого деминерализованного обезжиренного молока (состав композиции: белок 37,2%, жир 0,9%, углеводы 54,5%, зола 4,2% и влага 3,2%, содержание минеральных веществ (на 100 г сухого молока): 4,2 ммоль натрия, 9,3 ммоль калия, 30,2 ммоль кальция, 4,5 ммоль магния и 2,5 ммоль лимонной кислоты).

Пример 7

400 г сухого деминерализованного обезжиренного молока по Примеру 1 смешивают со 100 г коммерчески доступного сухого обезжиренного молока (от Morinaga Milk Industry Co., Ltd.) с выходом смешанного порошка 500 г. Анализ этого смешанного сухого молока показал следующий состав: белка 37,2%, жира 0,8%, углеводов 53,4%, золы 4,9% и влаги 3,7%. Дополнительно, содержание минеральных веществ на 100 г сухого молока составляет 4,3 ммоль натрия, 10,0 ммоль калия, 30,0 ммоль кальция, 4,3 ммоль магния и 2,9 ммоль лимонной кислоты.

Пример 8

50 г сухого деминерализованного обезжиренного молока по Примеру 1 растворяют в 200 г воды. При этом 5,9 г дегидратированных кристаллов тринатрий цитрата растворяют в 20 г воды с получением 20% раствора по массе. 0,25 г раствора тринатрий цитрата добавляют в 250 г деминерализованного обезжиренного молока. При проведении анализа полученного в результате раствора было установлен состав композиции: белок 7,8%, жир 0,2%, углеводы 11,2%, зола 0,9% и вода 79,9%. Дополнительно, содержание минеральных веществ в 100 г раствора составляет 0,5 ммоль натрия, 0,5 ммоль калия, 6,2 ммоль кальция, 0,9 ммоль магния и 0,3 ммоль лимонной кислоты.

Оценочный пример 4

10 г образцов сухого деминерализованного обезжиренного молока по Примеру 2, Примеру 3, Примеру 6 и Примеру 7, каждый, растворяют в 40 г деионизированной воды, получая, таким образом, серии растворов, каждый из которых имеет концентрацию сухих веществ около 20%. Раствор по Примеру 8 используют без дополнительной модификации. 10 мл образца каждого раствора помещают в пробирку для тестирования и погружают пробирки для тестирования на кипящую водяную баню для нагревания жидкости до температуры 90°C, внутри каждой из пробирок образуется сгусток. Каждый из сгустков собирают на сито с фильтром из смолы с размером ячеек 200 с выходом серий сыров.

Пример 9

6 кг сухого обезжиренного молока (сухое обезжиренное молоко Morinaga (сверхвысокотемпературной обработки), состав композиции: белок 35,5%, жир 0,8%, углеводы 51,9%, зола 7,9% и влага 3,9%, содержание минеральных веществ (на 100 г сухого молока): 18,2 ммоль натрия, 44,2 ммоль калия, 31,4 ммоль кальция, 4,7 ммоль магния и 10,4 ммоль лимонной кислоты) растворяют в 44 кг воды и охлаждают раствор до температуры около 10°C.

Раствор пропускают через 7,8 л сильноосновной анионообменной смолы (Amberlite IRA402BL) в форме хлорида при показателе SV 6 с выходом, таким образом, ионообменного раствора. Поддерживая температуру 10°C или менее, этот раствор подвергают диафильтрации (диализ-фильтрация) посредством нанофильтрационной мембраны (DL3840-30D, от GE Water Technologies Inc.) и объема деионизированной воды, который в 2,5 раза больше объема концентрата. Затем раствор концентрируют до достижения 1,6-концентрации посредством циркуляционной системы, в которой пермеат выгружают из системы и концентрат возвращают в танк с сырьевым раствором с выходом 20 кг деминерализованного концентрированного обезжиренного молока. 5 кг деминерализованного обезжиренного молока подвергают лиофилизации с выходом 0,9 кг сухого деминерализованного обезжиренного молока (состав композиции: белок 37,4%, жир 0,9%, углеводы 54,9%, зола 4,5% и влага 2,3%, содержание минеральных веществ (на 100 г сухого молока): 2,8 ммоль натрия, 7,1 ммоль калия, 28,2 ммоль кальция, 3,6 ммоль магния и 0,7 ммоль лимонной кислоты).

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Настоящее изобретение позволяет получить деминерализованное молоко, в котором содержание моновалентных минеральных веществ значительно снижено, без снижения содержания двухвалентных минеральных веществ, следовательно, настоящее изобретение имеет значительное применение в области получения пищевых продуктов.

Группа изобретений относится к молочной промышленности. Согласно изобретению деминерализованное молоко со значительно пониженным содержанием моновалентных минеральных веществ получают пропусканием раствора молока через анионообменную смолу в форме хлорида с последующим удалением из него моновалентных минеральных веществ с использованием нанофильтрации. Сыр и сыворотку получают нагреванием деминерализованного молока с получением сгустка и последующим отделением сгустка от жидкости, представляющей собой сыворотку. Группа изобретений позволяет значительно снизить содержание в молоке моновалентных минеральных веществ, избегая при этом снижения содержания двухвалентных минеральных веществ. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 табл., 15 пр.

1. Способ получения деминерализованного молока, включающий
пропускание молока через анионообменную смолу в форме хлорида для осуществления анионного обмена так, чтобы повысить показатель концентрации иона хлорида до уровня показателя концентрации катионов моновалентных минеральных веществ в молоке, и удаление моновалентных минеральных веществ, содержащихся в указанном молоке, после указанного анионного обмена посредством процесса нанофильтрации.

2. Способ по п.1, в котором указанное молоко представляет собой молоко, в котором по меньшей мере часть жира удалена из цельного молока.

3. Способ по п.2, дополнительно включающий смешивание жира с указанным деминерализованным молоком.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором указанное деминерализованное молоко содержит на 100 г сухих веществ, не менее 26 ммоль кальция, не менее 2 ммоль магния, не более 4,5 ммоль натрия, не более 10,5 ммоль калия и не более 3 ммоль лимонной кислоты.

5. Деминерализованное молоко, полученное способом по любому из пп.1-3, содержащее на 100 г сухих веществ не менее 26 ммоль кальция, не менее 2 ммоль магния, не более 4,5 ммоль натрия, не более 10,5 ммоль калия, и не более 3 ммоль лимонной кислоты.

6. Способ получения сыра и сыворотки, включающий
пропускание молока через анионообменную смолу в форме хлорида для проведения анионного обмена так, чтобы повысить показатель концентрации иона хлорида до уровня показателя концентрации катионов моновалентных минеральных веществ в молоке, и удаление моновалентных минеральных веществ, содержащихся в указанном молоке, после указанного анионного обмена посредством процесса нанофильтрации с получением таким образом деминерализованного молока;
нагревание указанного деминерализованного молока с получением сгустка в указанном деминерализованном молоке; проведение обработки по разделению системы твердое вещество-жидкость для отделения указанного сгустка от жидкости, отличающейся от сгустка.

7. Способ по п.6, в котором указанное деминерализованное молоко содержит на 100 г сухих веществ не менее 26 ммоль кальция и не более 3 ммоль лимонной кислоты.

8. Способ по п.7, в котором указанное деминерализованное молоко содержит на 100 г сухих веществ не менее 2 ммоль магния, не более 4,5 ммоль натрия и не более 10,5 ммоль калия.

9. Способ по любому из пп.6-8, в котором указанный сыр содержит на 100 г сухих веществ не менее 20 ммоль кальция, не менее 2 ммоль магния, не более 5 ммоль натрия и не более 10,5 ммоль калия.

10. Способ по любому из пп.6-8, в котором указанная сыворотка содержит на 100 г сухих веществ не менее 1,5 ммоль кальция, не менее 1 ммоль магния, не более 10 ммоль натрия и не более 20 ммоль калия.

11. Сыр, полученный способом по п.9, содержащий на 100 г сухих веществ не менее 20 ммоль кальция, не менее 2 ммоль магния, не более 5 ммоль натрия и не более 10,5 ммоль калия.

12. Сыворотка, полученная способом по п.10, содержащая на 100 г сухих веществ не менее 1,5 ммоль кальция, не менее 1 ммоль магния, не более 10 ммоль натрия, и не более 20 ммоль калия.