СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СЫРА ИЛИ СЫРНОГО ПРОДУКТА Российский патент 2014 года по МПК A23C19/84 

Настоящее изобретение касается способа и установки для приготовления сыра или сырного продукта, содержащего, по меньшей мере, одно термочувствительное соединение с положительным пищевым эффектом, такое как бактерия-пробиотик. Изобретение применяют для дозировки таких сыров или сырных продуктов, в частности плавленого сыра или свежего теста, приготовленных по «горячей» технологии.

Как известно, в производстве плавленых сыров (“processed cheeses” на английском языке) применяют систему точной дозировки, позволяющую заполнять емкость, которая может быть порционного типа из алюминия или пластика, пластиковыми лотками или пластиковыми трубчатыми мешками. В промышленном производстве применяют дозировку в граммах порядка 18-20 г на порцию, от 80 г до 150 г для лотков и несколько сот граммов и даже несколько килограммов для трубчатых мешков.

Промышленную дозировку плавленого сыра производят в горячем состоянии, как правило, при температуре по меньшей мере 70-72°С, чтобы обеспечить гигиеническое заполнение и закупоривание емкости. Учитывая, что предшествующий процесс плавления этого сыра может происходить при температуре от 80°С (пастеризация) до 140°С (стерилизация на линии СВТ), на практике считается, что вегетативные формы бактерий полностью погибают при процессе плавления и дозировки. Действительно, по сути дела этот процесс соответствует долгосрочному пребыванию во вторичном бункере при разрушающей температуре более 70°С, что в значительной степени способствует этому разрушению.

Таким образом, очень трудно вводить в плавленые сыры живые бактерии с положительным пищевым эффектом (то есть пробиотики), поскольку кривые термического разрушения соответствующих штаммов, характеризующихся низкой термостойкостью, показывают практически полное разрушение пробиотической флоры под действием температуры даже в случае, когда в расплавленное тесто добавляют очень большое первоначальное количество бактерий порядка 10⁹-10¹⁰ КОЕ/г. Степень термического разрушения этих бактерий, выраженная в logNt/No, где No является первоначальным количеством бактерий в смеси, а Nt является количеством за время t хранения после дозировки, может достигать максимального уровня -9 или -10.

Тем не менее, раньше пытались производить плавленый сыр, содержащий такие живые бактерии, например молочнокислые бактерии, путем значительного охлаждения расплавленного теста до его смешивания с бактериями, как описано в документе WO-A-2007/072901, где температуру понижают до 35°С с целью этого смешивания и последующей дозировки.

Способ низкотемпературной дозировки, представленный в этом документе, может быть приемлемым в случае системы логистики с холодильной цепью, поддерживающей температуру в пределах от 4 до 8°С, как в большинстве стран Западной Европы, хотя и в этом случае срок хранения дозированного продукта сокращается до 45 дней вместо обычного минимума 60-90 дней. Однако основным недостатком этого способа является то, что применяемая для дозировки температура 35°С совсем не пригодна для стран, в которых система логистики и холодильная цепь не обеспечивают этой степени надежности, например, по причине намного более высоких климатических температур.

Настоящее изобретение призвано предложить способ приготовления сыра или сырного продукта, в частности плавленого сыра, позволяющий устранить вышеуказанные недостатки, связанные, в частности, с выбираемыми рабочими температурами, при этом способ в основном содержит:

- смешивание в горячем состоянии сырного теста и, по меньшей мере, одного термочувствительного соединения с положительным пищевым эффектом, такого как бактерия-пробиотик, сывороточный белок, витамин или микропитательное вещество, и

- дозировку в горячем состоянии полученной таким образом смеси в контейнер, предназначенный для дальнейшей расфасовки сырного продукта.

Согласно способу в соответствии с настоящим изобретением это смешивание осуществляют непосредственно перед дозировкой в течение времени менее 10 секунд и при температуре, равной или превышающей 60°С, для получения минимизированной степени термического разрушения соединения или каждого соединения в этом контейнере в течение всего срока хранения сыра или сырного продукта.

Предпочтительно это смешивание осуществляют при температуре, равной или превышающей 68°С и еще предпочтительнее находящейся в пределах от 70°С до 72°С.

В случае, когда смешивание производят с бактериями-пробиотиками и при температуре примерно от 60°С до 65°С, предпочтительно дополнительно нагнетают чистый воздух класса 100 или 10 (то есть очищенный) прямо над контейнером, принимающим дозированную смесь, предпочтительно используя средства нагнетания, описанные в том или ином из документов ЕР-В1-0895570, ЕР-В1-0966638 и ЕР-В1-1147345.

Что касается продолжительности контакта упомянутого или каждого соединения с этим сырным тестом, то предпочтительно она находится в пределах от 1 до 5 секунд.

Следует отметить, что очень короткая продолжительность контакта соединения или соединений с сырным тестом в сочетании с этой достаточно высокой температурой смешивания позволяет после дозировки получить степень разрушения log Nt/No порядка от -4 до -5, предпочтительно используя в качестве этого соединения или, по меньшей мере, одного из этих соединений молочнокислую бактерию, выбранную из группы, в которую входят штаммы Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus и Pediococcus acidilactici (в рамках способа в соответствии с настоящим изобретением можно использовать комбинации нескольких штаммов молочнокислых бактерий).

Следует также отметить, что это смешивание, непосредственно предшествующее дозировке в соответствии с настоящим изобретением (то есть смешивание, по существу сопровождающее дозировку), позволяет сохранять, с одной стороны, обычные термические условия дозировки в горячем состоянии для соблюдения гигиенических норм дозированных порций и, с другой стороны, присутствие в этих порциях этих термочувствительных соединений (например, живых штаммов или других ингредиентов с положительным эффектом) с одновременной минимизацией их термического разрушения.

Согласно другому отличительному признаку изобретения это смешивание осуществляют на входе дозировочной головки, загружающей упомянутую смесь непосредственно в этот контейнер.

Предпочтительно перед этим смешиванием можно впрыскивать в горячем состоянии упомянутое(ые) соединение(я) в массу этого сырного теста, находящуюся при температуре, равной или превышающей 60°С, предпочтительно при помощи насоса-дозатора плунжерного типа с золотником, при этом частицы, образованные упомянутым или упомянутыми впрыскиваемыми соединениями, можно растворять или диспергировать в жидких сливках с одновременным помешиванием.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения перед этим впрыском осуществляют микроинкапсуляцию упомянутых частиц при помощи однородного гидрофобного обволакивающего слоя, который содержит, по меньшей мере, одно гидрофобное вещество, выбираемое среди жирной кислоты, воска и их смеси, и который получают путем впрыска этого гидрофобного вещества в расплавленном виде в камеру, содержащую частицы, перемешиваемые путем вращения дна камеры и обдуваемые воздушным потоком. Эту микроинкапсуляцию можно осуществлять согласно способу, описанному в документе WO-A-01/68808.

Следует отметить, что эта микроинкапсуляция частиц соединений, вводимых в сырное тесто, осуществляемая перед этим введением, защищает частицы от внешних воздействий, таких как воздействие желудочных соков и, в определенной степени, температуры, и позволяет, таким образом, добиться еще более низкой степени термического разрушения, которая может достигать значений от -1 до -3, что делает способ в соответствии с настоящим изобретением исключительно интересным для промышленности.

Согласно примеру выполнения изобретения, касающемуся, в частности, случая, когда вводимое или вводимые соединения являются, каждое, бактерией-пробиотиком из семейства молочнокислых бактерий, концентрация этого(их) соединения(ий) может составлять от 10⁹ до 10¹⁰ КОЕ/г, а концентрация соединения или соединений в смеси предпочтительно может составлять от 5,10⁸ до 5,10⁹ КОЕ/г.

Согласно другому отличительному признаку изобретения предпочтительно упомянутое смешивание осуществляют противотоком или радиальным потоком, чтобы оптимизировать распределение упомянутого или каждого соединения в массе сырного теста и создать достаточную потерю напора, чтобы минимизировать выделение сыворотки из смеси.

Предпочтительно упомянутое смешивание производят в статическом микросмесителе, предпочтительно в многоэлементном микросмесителе.

Следует отметить, что этот микросмеситель позволяет оптимизировать распределение соединения или соединений в сырном тесте, однако без него можно и обойтись, не выходя при этом за рамки настоящего изобретения.

Сыр или сырный продукт, полученный при помощи описанного выше способа приготовления, в котором упомянутое(ые) соединение(ия) являются, каждое, бактерией-пробиотиком, которая принадлежит к семейству молочнокислых бактерий, отличаются тем, что сразу после дозировки содержат эту или эти молочнокислые бактерии в живом состоянии в концентрации, равной или превышающей 10⁶ КОЕ/г.

Предпочтительно этот сыр или этот сырный продукт в соответствии с настоящим изобретением может содержать через четыре месяца после этой дозировки эту или эти молочнокислые бактерии в живом виде в концентрации, равной или превышающей 10⁴ КОЕ/г и предпочтительно превышающей 10⁵ КОЕ/г.

Можно с полным основанием считать достаточной концентрацию бактерий-пробиотиков или «живых ферментов» в полученных порциях, а также получаемый пищевой эффект, если насчитывают остаточные 10⁵-10⁶ КОЕ/г в конце “DLUO” (предельный срок оптимального использования), то есть после минимального срока в 90-120 дней хранения при 4-8°С или при 20-22°С (комнатная температура).

Как было указано выше, соединение(ия), используемое(ые) в рамках настоящего изобретения, могут все быть термочувствительными соединениями с положительным пищевым эффектом, например, такими как витамины и/или микропитательные вещества, и сыры и сырные продукты, дозированные в горячем состоянии согласно способу в соответствии с настоящим изобретением могут представлять собой также сыры, отличные от плавленых сыров, то есть творог.

Установка в соответствии с настоящим изобретением предназначена для осуществления способа приготовления характеризованных выше сыра или сырных продуктов, и эта установка отличается тем, что содержит:

- бункер-дозатор сырного теста при температуре, равной или превышающей 60°С, который оборудован дозировочным корпусом, выходящим в трубопровод подачи теста в направлении головки дозирования сыра или сырного продукта, находящейся на выходе установки,

- дозировочный резервуар для упомянутого(ых) соединения(ий), который оборудован насосом-дозатором, например, плунжерного типа с золотником, продолженным микроканюлей для впрыска этого(их) соединения(ий) в этот трубопровод подачи,

- статический микросмеситель, предпочтительно с множеством элементов, который расположен на выходе этого трубопровода и на входе дозировочной головки, и

- пищевой контейнер, такой как лоток, в который выходит упомянутая дозировочная головка и который выполнен с возможностью приема массы сыра или сырного продукта, предпочтительно в количестве от 10 до 30 г.

Факультативно эта установка в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать вышеупомянутые средства нагнетания чистого воздуха класса 100 и 10 непосредственно над контейнером или на уровне дозировочной головки одновременно с впрыском бактерий-пробиотиков и при температуре смешивания примерно от 60°С до 65°С.

Согласно другому отличительному признаку изобретения эта установка может дополнительно содержать блок микроинкапсуляции частиц этого(их) соединения(ий) при помощи однородного гидрофобного обволакивающего слоя, при этом упомянутый блок содержит камеру, в которую впрыскивают, по меньшей мере, одно гидрофобное вещество в расплавленном состоянии и которая предназначена для того, чтобы содержать эти частицы, перемешиваемые за счет вращения дна камеры и обдуваемые воздушным потоком.

Другие отличительные признаки, преимущества и детали настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания нескольких иллюстративных и не ограничительных примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - частичный схематичный вид в осевом разрезе установки в соответствии с настоящим изобретением для приготовления сыров или сырных продуктов, содержащих соединения с положительным пищевым эффектом.

Фиг. 2 - схематичный вид в осевом разрезе статического микросмесителя, используемого в установке, показанной на фиг. 1.

Фиг. 3 - столбчатая диаграмма, показывающая месячное изменение количества пробиотического соединения, измеренного в порциях плавленого сыра в соответствии с настоящим изобретением, полученных при помощи установки, показанной на фиг. 1, при температуре хранения этих порций, равной 4°С.

Фиг. 4 - столбчатая диаграмма, показывающая месячное изменение количества пробиотического соединения, измеренного в этих же порциях плавленого сыра в соответствии с настоящим изобретением, при температуре хранения этих порций, равной 8°С.

Фиг. 5 - столбчатая диаграмма, показывающая месячное изменение рН порций сыра в соответствии с настоящим изобретением в сравнении с «контрольными» порциями сыра, не содержащими пробиотического соединения, при одинаковой температуре хранения этих порций, равной 4°С.

Фиг. 6 - столбчатая диаграмма, показывающая месячное изменение рН порций сыра в соответствии с настоящим изобретением в сравнении с «контрольными» порциями сыра, при одинаковой температуре хранения этих порций, равной 8°С.

Как показано на фиг. 1, установка 1 в соответствии с настоящим изобретением в основном содержит:

- бункер-дозатор 2 с двойной стенкой (например, марки “COMAS”), предназначенный для приема плавленого сырного теста из котла-плавителя (не показан) при температуре, равной или превышающей 60°С, при этом бункер содержит плунжерный дозировочный корпус 3 с золотником, выходящий в трубопровод 4 подачи плавленого теста в направлении находящейся на выходе головки 5 дозирования сырного продукта,

- дозировочный резервуар 6 (например, выпускаемый компанией PCM FOOD под названием “DOSYS DACC 8/20-8”), предназначенный для дозировки соединений с положительным пищевым эффектом, таких как бактерии-пробиотики, который оборудован микродозировочным насосом 7, например, плунжерного типа с золотником распределением, продолженным микроканюлей 8 для введения этого(их) соединения(ий) в трубопровод 4 подачи,

- статический микросмеситель 9 с множеством элементов (например, выпускаемый компанией SULZER CHEMTECH France под названием “SMXS DN10”), который расположен на выходе этого трубопровода 4 и на входе дозировочной головки 5, и

- пищевой лоток 10, например, из пластического материала, в который выходит дозировочная головка 5 и который предназначен для приема массы плавленого сыра, например, в количестве от 10 до 30 г, и, факультативно,

- средства 11 нагнетания чистого воздуха класса 100 и 10, расположенные непосредственно над контейнером 10 или на уровне дозировочной головки 5 для очистки воздуха в направлении этого контейнера 10.

В частности, дозировочный бункер 2 выполнен с возможностью загрузки в него плавленого сыра при температуре не менее 74°С с дозировкой массы, которая может составлять от нескольких граммов до нескольких килограммов.

Дозировочный резервуар 6 выполнен с возможностью дозировки раствора бактерии(ий)-пробиотика(ов), например, массой в несколько десятых грамма. В частности, этот резервуар 6 предназначен для содержания суспензии живых бактерий-пробиотиков при температуре 20-22°С и оборудован температурным датчиком на входе микродозировочного насоса 7, который имеет, например, следующие характеристики:

- Диаметр плунжера: 8 мм

- Ход плунжера: 20 мм

- Проходное сечение: 8 мм

- Давление нагнетания: 13 бар

- Регулируемый объем цилиндра (10-100%): 0,01-1 см³

- Патрубки всасывания/нагнетания: ¾ газ.

Предпочтительно впрыск этой суспензии бактерий в трубопровод 4 осуществляют при температуре примерно 70-72°С.

Что касается статического микросмесителя 9, который показан на фиг. 2, то он содержит множество элементов 9а модели “SMXS”, которые последовательно смещены на 90°. Внутренний диаметр D этого микросмесителя 9 равен, например, 10,75 мм при высоте Н, равной 90,9 мм.

Пример приготовления плавленого сыра в соответствии с

настоящим изобретением, содержащего бактерии-пробиотики

Используемый плавленый сыр был приготовлен в основном из необработанной жирной сырной массы, сливочного масла, порошкового молока, порошкового казеина и солей плавления в котле-плавителе “Stephan UMM/SK 24E” (поставщик: Stephan France). Исходные вещества были перемешаны и подвергнуты термической обработке до минимальной температуры 85°С с выдержкой при этой температуре от нескольких минут до нескольких десятков минут.

Физические и химические характеристики этого плавленого сыра:

- Сухой экстракт (СЭ) = 47,5%

- Жирное вещество (ЖВ) = 32%

- рН = 5,4.

Этот плавленый сыр переместили в дозировочный бункер 2, который поддерживали при температуре, превышающей 76°С, посредством оболочки с двойной стенкой.

Параллельно подготовили бактерии-пробиотики штамма Lactobacillus acidophilus Rosell-52 ME в этом примере выполнения, поставляемых Институтом Розелл Лаллеман. Эти бактерии смешали с раствором СВТ легких (15% жирного вещества) жидких сливок и поддерживали при помешивании в течение всей дозировки.

Концентрация Nc этих бактерий-пробиотиков в сливках составляла 5,10⁹ КОЕ/г.

В дозу плавленого сыра массой примерно 20 г добавили 0,4 г этой суспензии бактерий, которые предварительно подвергли микроинкапсуляции по технологии, описанной в документе WO-A-01/68808. Это введение бактерий в плавленый сыр осуществляли при температуре примерно 70°С и при продолжительности контакта примерно две секунды, и количество бактерий, введенных в плавленый сыр, составило примерно No=1,10⁸ КОЕ/г.

В день J+1 подсчет этих бактерий внутри порции плавленого сыра показал N_J+1=1,10⁶ КОЕ/г. Таким образом, степень разрушения составила log(N_J+1/No)=-2, что является удовлетворительным результатом.

Как показано на фиг. 3 и 4, исследование 4-месячного хранения в холодильной камере при 4°С (фиг. 3) и при 8°С (фиг. 4) полученных таким образом сырных порций позволил определить концентрацию или степень выживания этих бактерий Lactobacillus acidophilus.

После 4 месяцев хранения концентрация внутри порции составляет примерно N_J+120=1,10⁴ КОЕ/г. Таким образом, степень разрушения во время хранения составляет log(N_J+120/N_J+1)=-2.

Как показано на фиг. 5 и 6, группа экспертов осуществила проверку собственных характеристик (текстура/запах) сырных порций, полученных с бактериями Lactobacillus acidophilus или без них (то есть для порций в соответствии с настоящим изобретением и для «контрольных» порций). Эту проверку производили каждый месяц в течение всего срока хранения продуктов при 4°С для фиг. 5 и при 8°С для фиг. 6.

Эта группа экспертов произвела оценку сырных порций в соответствии с настоящим изобретением и «контрольных» порций путем сравнения текстуры и запаха и пришла к выводу, что между этими двумя типами анализируемых порций не было отмечено никаких различий в текстуре и в запахе в течение всего срока проверки за 6 месяцев.

В заключение необходимо отметить, что сырные порции, дозированные в горячем состоянии (при температуре, равной или превышающей 60°С) и содержащие бактерии-пробиотики, предпочтительно прошедшие микроинкапсуляцию, продолжают содержать эти живые бактерии в количестве, достаточном для обеспечения надлежащего пищевого эффекта, и сохраняют при этом присущие им свойства во время хранения без проявления отдельных ухудшений.

Изобретения относятся к сыродельной промышленности. Способ предусматривает смешивание сырного теста с, по меньшей мере, одним термочувствительным соединением с положительным пищевым эффектом. Смешивание осуществляют в течение менее 10 секунд при температуре ≥ 60°С непосредственно перед дозировкой на входе дозировочной головки, посредством которой полученную смесь загружают в контейнер. Установка для осуществления способа содержит бункер-дозатор сырного теста, дозировочный корпус, дозировочный резервуар для термочувствительных соединений, оснащенный насосом-дозатором, статический микросмеситель, расположенный на выходе из трубопровода подачи сырного теста и сообщенный с головкой дозирования полученного сыра или сырного продукта в пищевой контейнер. Изобретения позволяют обеспечить минимальную степень термического разрушения термочувствительного соединения в контейнере в течение всего срока хранения сыра или сырного продукта. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ приготовления сыра или сырного продукта, в частности плавленого сыра, в основном содержащий:
- смешивание в горячем состоянии сырного теста и, по меньшей мере, одного термочувствительного соединения с положительным пищевым эффектом, такого как бактерия-пробиотик, сывороточный белок, витамин или микропитательное вещество, и
- дозировку в горячем состоянии полученной таким образом смеси в контейнер (10), предназначенный для дальнейшей расфасовки сыра или сырного продукта,
отличающийся тем, что это смешивание осуществляют непосредственно перед дозировкой в течение времени менее 10 секунд и при температуре, равной или превышающей 60°С, и тем, что это смешивание осуществляют на входе дозировочной головки (5), посредством которой полученную смесь загружают в контейнер.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что это смешивание осуществляют при температуре, равной или превышающей 68°С и предпочтительно находящейся в пределах от 70°С до 72°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность, во время которой упомянутое или каждое соединение смешивают с этим сырным тестом, находится в пределах от 1 до 5 секунд.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед этим смешиванием упомянутое(ые) соединение(я) впрыскивают в горячем состоянии в массу этого сырного теста, находящегося при температуре, равной или превышающей 60°С, предпочтительно при помощи насоса-дозатора (7) плунжерного типа с золотником, при этом частицы, образованные упомянутым или упомянутыми впрыскиваемыми соединениями, растворяют или диспергируют в жидких сливках с одновременным помешиванием.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что перед этим впрыском осуществляют микроинкапсуляцию упомянутых частиц при помощи однородного гидрофобного обволакивающего слоя, который содержит, по меньшей мере, одно гидрофобное вещество, выбираемое среди жирной кислоты, воска и их смеси, и который получают путем впрыска этого гидрофобного вещества в расплавленном виде в камеру, содержащую частицы, перемешиваемые за счет вращения дна камеры и обдуваемые воздушным потоком.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что впрыскиваемое или впрыскиваемые соединения являются, каждое, бактерией-пробиотиком, которая принадлежит к семейству молочнокислых бактерий, при этом концентрация этого(их) соединения(ий) в упомянутых сливках составляет от 10⁹ до 10¹⁰ КОЕ/г.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что концентрация соединения или соединений в упомянутой смеси составляет от 5х10⁸ до 5х10⁹ КОЕ/г.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что упомянутое соединение или, по меньшей мере, одно из этих соединений является молочнокислой бактерией, выбранной из группы, в которую входят Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus и Pediococcus acidilactici.

9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что упомянутое смешивание осуществляют противотоком или радиальным потоком, чтобы оптимизировать распределение упомянутого или каждого соединения в массе сырного теста и создать достаточную потерю напора, чтобы минимизировать выделение сыворотки из смеси.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что упомянутое смешивание производят в статическом микросмесителе (9), предпочтительно с множеством элементов (9а).

11. Установка (1) для осуществления способа по одному из пп.1-10, отличающаяся тем, что содержит:
- бункер-дозатор (2) сырного теста, который оборудован дозировочным корпусом (3), выходящим в трубопровод (4) подачи сырного теста в направлении головки (5) дозирования сыра или сырного продукта, находящейся на выходе установки,
- дозировочный резервуар (6) для упомянутого(ых) соединения(ий), который оборудован насосом-дозатором (7), например насосом-дозатором плунжерного типа с золотником, продолженным микроканюлей (8) впрыска этого(их) соединения(ий) в этот трубопровод подачи,
- статический микросмеситель (9) с множеством элементов (9а), который расположен на выходе этого трубопровода и на входе дозировочной головки, и
- пищевой контейнер (10), такой как лоток, в который выходит упомянутая дозировочная головка и который выполнен с возможностью приема массы сыра или сырного продукта, предпочтительно от 10 до 30 г.

12. Установка (1) по п.11, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блок микроинкапсуляции частиц этого(их) соединения(ий) при помощи однородного гидрофобного обволакивающего слоя, при этом упомянутый блок содержит камеру, в которую впрыскивают, по меньшей мере, одно гидрофобное вещество в расплавленном состоянии и которая предназначена для того, чтобы содержать эти частицы, перемешиваемые за счет вращения дна камеры и обдуваемые воздушным потоком.