РЕКОМБИНИРОВАННЫЕ СЛИВКИ 38 % ЖИРНОСТИ ИЗ РЕКОМБИНИРОВАННОГО МОЛОКА И СПОСОБ ИХ ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2016 года по МПК A23C13/00 

Изобретение может найти применение в молочной промышленности при изготовлении разных видов молочных продуктов.

Известный сейчас способ производства регенерированного молока описан в книге Алоизаса Гудониса «Технология молочных продуктов», Вильнюс, 2009, издательство «Технология», глава 6.13 «Технология производства регенерированного молока».

Регенерированным молоком называют молочный продукт, полученный путем соединения консервированных молочных жиров и сухих нежировых молочных веществ с добавлением воды в таком количестве, сколько ее требуется для получения молочного продукта подходящего состава. Недостатки данного способа следующие:

1. Согласно технологии, описанной в книге Гудониса, при изготовлении обезжиренного сухого молока (или жирного сухого молока), молоко сгущают в выпарном аппарате и сушат в сушильной башне при температуре от 80° до 120°С и такая обработка убивает все витамины и денатурирует белки.

2. При подогреве молока в наибольшей степени меняются кальциевые соли, и данные изменения чаще всего необратимы. Фосфат кальция агрегируется и в виде коллоидного кальция фосфата оседает на казеиновом порошке. Такой фосфат коллоидного кальция блокирует активные области поверхности мицелия кальция и препятствует атаке сычужного фермента, направленной на казеин. С уменьшением содержания ионного и молекулярного кальция в молоке на 11-50% ослабевают свойства ферментного свертывания молока. Поэтому в целях возврата солевого баланса при изготовлении сычужных сыров и ферментированных продуктов (йогуртов, йогуртных продуктов) в такое молоко добавляют растворимые кальциевые соли (в основном хлорид кальция).

3. Часть фосфата кальция в подогреваемом молоке оседает на поверхности нагревательного устройства и вместе с денатурированными сывороточными белками и другими молочными компонентами образуют нерастворимые отложения (молочный камень). Состав этих отложений следующий: вода 2,7-14%, белки 8-50%, жиры 2-5%, минеральные вещества 20-73%) в зависимости от состава подогреваемого молока, температуры и времени подогрева, конструкции устройства и других факторов.

Из-за указанных недостатков молочный продукт, изготовленный таким образом, теряет много хороших свойств, его качество оставляет желать лучшего.

Предлагаемое нами изобретение-способ производства технология производства продуктов из рекомбинированного молока позволяет сохранить естественный состав, вкусовые качества молочных продуктов.

При этом способе производства используется 10-40% натурального обезжиренного молока, особым способом очищенного от бактерий, при низкой температуре, неденатурированными белками и другими сухими веществами, оставшимися благодаря особой очистке обезжиренного молока от бактериального загрязнения и низкой температуре пастеризации.

Ключевая идея данного способа - благодаря новейшим нанотехнологиям обезжиренное молоко особенно тщательно очищается от неорганических примесей и бактерий, а другая составная часть продукта - вода.

Связанная (абсорбционная) вода молока накапливается на поверхности составных частей молока (белков, фосфолипидов, полисахаридов), находящихся в коллоидном состоянии. Наибольшую ее часть составляет присоединенная к молекулам белков вода гидрофилических групп. Важнейшими гидрофилическими группами молекул молочных белков являются -NH2, -COOH, -OH, =NH, -CO-, -HS. Связанная вода составляет 2,0÷3,5% общей воды молока. Водная среда - основа происходящих в пищевых продуктах химических и микробиологических процессов, поэтому для того, чтобы дольше сохранялись пищевые продукты, необходимо удалить или соединить воду, т.е. сократить долю активной воды. Вода покрывает внутренние поверхности пищевого продукта мономолекулярным слоем, поэтому она неподвижна. По мере увеличения содержания воды в пищевом продукте вода накапливается в микрокапиллярах, в которых ее подвижность ограничена. Неподвижная вода или вода ограниченной подвижности - неблагоприятная среда для химических и ферментативных реакций. От подвижности воды, содержащейся в продукте, и абсорбции «а» зависит стабильность продукта. Она наилучшая при значении «а» между 0,2 и 0,4. В этом случае химические и ферментативные реакции практически не происходят.

Благодаря применению данной теории и смешиванию от 10% до 40% обезжиренного молока воды, приготовленной специальным мембранным способом, обезвоженных молочных жиров, сухих нежирных составных частей молока, мы можем приготовить многие виды высококачественных продуктов из рекомбинированного молока.

Преимущество этих продуктов в том, что обезжиренное молоко не подвергалось воздействию температуры выше 58°C и сохранило в себе все составные части молока (неденатурированные белки, витамины, минералы, лактоза) и, соединяясь с водой, сухими веществами молока, которые сохранили адсорбционную воду, можно получить качественные молочные продукты (питьевое молоко разной жирности, йогурты, ферментированные сгущенные молочные продукты и др.). Коровье молоко, доставленное на перерабатывающее предприятие, обрабатывается обычным способом, т.е. охлаждается, накапливается, сепарируется с отделением жиров, обезжиренного молока и сливок, которые накапливаются в промежуточных емкостях.

Технология очистки обезжиренного молока показана на фигуре №1.

Обезжиренное молоко при помощи насоса закачивают в теплообменник 2, где подогревается до температуры 45°-48°C и направляется в бактофугу 3, далее обезжиренное молоко при помощи насоса 4 подается в МФ (микрофильтрационный блок) 5, где используются фильтры: Система, предназначенная для снижения количества бактерий, с использованием метода М/Ф (микрофильтрация). Производительность системы 5000-20000 дм³/час, температура процесса 25°-52°C, фильтрат направляется на пастеризацию 6, где при температуре 56,5°-58,5°C выдержится до тех пор, пока проба щелочной фосфатазы не станет отрицательной, охлаждается в теплообменнике 7 до температуры от 4°-6°C и накапливается в промежуточных емкостях 8 для дальнейшей обработки.

Параметры системы:

Назначение системы уменьшение количества бактерий с использованием   метода М/Ф (микрофильтрации) Модель аппарата: промышленная система

Производительность: 5000-20000 дм³/час.

Производительность концентрата: ~ 100-1000 дм³/час.

Расход пермеата: ~ 19000-19900 дм³/час.

Рабочая температура: 48°-53°C.

Используемые фильтры: ISOFLUX керамический 6,9-8,9″, 1,1-1,6 микр. проп. способность.

Площадь фильтраций: 565-1500 м².

Количество концентр, петель: 2-4.

Количество мембранных труб: 2-6.

Технология очистки воды показана в на фигуре №2.

Водный насос (для подачи воды из скважины или сетей) - 1, фильтр реверсивного осмоса - 2, теплообменник-пастеризатор воды - 3, промежуточные емкости для хранения воды - 4.

Очистка воды по методу реверсивного осмоза. Мембраны реверсивного осмоза имеют особенно узкие поры, поэтому они наиболее селективны. Они задерживают все бактерии и вирусы, значительную часть растворившихся солей и органических веществ (в том числе железо и гумусовые соединения, которые придают воде цвет, и патогенные вещества). Мембраны реверсивного осмоза задерживают приблизительно 97-99% всех растворенных веществ. Такие мембраны используются во многих отраслях промышленности, где требуется высококачественная вода (водопровод, выпуск алкогольных и безалкогольных напитков, пищевая промышленность, фармация, электронная промышленность и др.). Мембраны реверсивного осмоза широко применяются в быту: системы реверсивного осмоза позволяют использовать наиболее чистую воду, соответствующую санитарным правилам и нормам, а также европейским стандартам качества питьевой воды.

Модель промышленная система

Используемые фильтры спираль реверсивного осмоза: 7,9″

К-во фильтров: 10-16

Площадь фильтрации: от 565 м².

4V // 16 Е - 4 мембранных трубы // 10-16 фильтров.

В таблице 1 указаны минимальные требования, предъявляемые к качеству воды.

Таблица 1 Вид загрязнения Воздействие Концентрация Пыль (>10u) Стирание мембран 1 мг/л Суспенсия / коллоиды консистенционных веществ Загрязнение мембран 1 мг/л Железо, магний в виде Загрязнение мембран 0,01 мг/л коллоидов     Железо Окисление, образование суспенсий основных соединений железа, вызывающее загрязнение мембран <0,02 мг/л Твердость 1. Снижение эффективности основных чистящих средств и синтетических детергентов. 20 мг/л (CaCO3) 2. Основные чистящие средства вызывают оседание солей, увеличивающих твердость, что становится причиной загрязнения мембран. 3. Происходит взаимное оседание солей, увеличивающих твердость, и белковых соединений, увеличивающее загрязнение мембран. 4. Эффект Буфера, увеличивающий количество основных чистящих средств, необходимых для поддержания соответствующего уровня pH. Щелочность Эффект Буфера, увеличивающий количество кислотных средств, необходимых для поддержания соответствующего уровня pH. 100 мг/л Биологическая потребность в кислороде Загрязнение мембран, поскольку в фильтрующем веществе содержатся коллоиды и (или) крупномолекулярные соединения. 100 мг/л Снижение активности хлора (бездейственность). Питательная среда микроорганизмов. Коллоидный диоксид кремния Стирание мембран 0,01 мг/л Растворимый диоксид кремния Загрязнение мембран в результате оседания метасиликата кальция и силиката магния, а также натриевой соли кремние-алюминиевой кислоты. 10 мг/л     Большое количество колоний бактерий Загрязнение мембран из-за пластинок 1000/1 мл Коли-титр Загрязнение мембран из-за бактерий 0/100 мл

В таблице 2 указана степень очистки воды, обусловленная мембранной фильтрацией.

Таблица 2 Степень загрязнения Степень очистки Механические примеси/мутность >99% Неорганические вещества   Натрий 90-95% Кальций 93-98% Магний 93-98% Железо 93-98% Марганец 93-98% Медь 93-98% Никель 93-98% Цинк 93-98% Свинец 93-98% Хлориды 90-95% Нитраты 60-90% Фосфаты 93-98% Сульфаты 93-98% Цианиды 90-95% Органические вещества   Органические молекулы весом более >200 >99% Органические молекулы весом до 200 до 99%

Продукт: рекомбинированные сливки, обработанные ультравысокой температурой, 38% жирности

Состав

Жировая фаза:

Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ до 1,40% Обезвоженные молочные жиры до 38,0%

Водная фаза:

Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ 0,45-0,50% Казеинат натрия 0,75-0,80% Сорбитол 0,95-1,00% Сухая лактоза 3,75-3,80% Водный фильтрат 65-90% Обезжиренное молоко 10,00-45,00% По мере необходимости добавляется цвет и вкус  

Состав гущи

Обезвоженные молочные жиры 37,95-38,00% Обезжиренные частицы молока 5,25-5,30% Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ 1,85-1,90% Гуща всего 45,05-45,2%

Процесс технологии производства

Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ и жиры растворяют при 58°-62°C Сухой стабилизатор перемешивают с лактозой и казеинатом натрия, и данная смесь при перемешивании помещается в фазу обезжиренного молока и воды   В водную фазу добавляют сорбитол и подогревают до 67°-75°C Жировую фазу перемешивают или способом циркуляции через насос с водной фазой обрабатывают в ультравысокой температуре. 139°-150°C 3-5 сек. Асептически гомогенизируют 140-150/45-55 kp/см² при температуре 68°-74°C Охлаждают до 9°-12°C Асептически разливают   Сбраживают до 12-14 час при температуре 8°-11°C Охлаждают до 4°-6°C

Группа изобретений относится к молочной промышленности. Для получения рекомбинированных сливок 38% жирности способ осуществляют следующим образом. Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ и обезвоженные молочные жиры растворяют с образованием жировой фазы. Вторую часть сухого стабилизатора перемешивают с лактозой и казеинатом натрия. Смесь при помешивании помещают в водную фазу, состоящую из фазы обезжиренного молока и воды. В водную фазу добавляют сорбитол и подогревают. Жировую фазу перемешивают способом циркуляции через насос с водной фазой, обрабатывают при ультравысокой температуре, асептически гомогенизируют, охлаждают, асептически разливают, выдерживают и охлаждают. При этом предварительно обезжиренное молоко при помощи насоса подают в теплообменник, где подогревают до 45°-48°C и направляют в бактофугу. При помощи насоса молоко подают в микрофильтрационный блок, где применяют керамические фильтры 6,9-8,9″, пропускная способность которых 1,1-1,6 мкм, при температуре 48°-53°C. Фильтрат направляют в пастеризатор, где при температуре 56,5°-58,5°C содержат до тех пор, пока проба щелочной фосфатазы не станет отрицательной. Охлаждают в теплообменнике до температуры 4°-6°C и накапливают в промежуточных емкостях. Группа изобретений обеспечивает сохранение естественного состава и вкусовых качеств продукта. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

1. Способ производства рекомбинированных сливок 38% жирности из рекомбинированного молока, заключающийся в том, что стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ и обезвоженные молочные жиры растворяют, образуя жировую фазу, вторую часть сухого стабилизатора перемешивают с лактозой и казеинатом натрия, смесь при помешивании помещают в водную фазу, состоящую из фазы обезжиренного молока и воды, в водную фазу добавляют сорбитол и подогревают, жировую фазу перемешивают способом циркуляции через насос с водной фазой, обрабатывают при ультравысокой температуре, асептически гомогенизируют, охлаждают, асептически разливают, выдерживают и охлаждают, причем предварительно обезжиренное молоко при помощи насоса 1 подается в теплообменник 2, где подогревается до 45°-48°C, направляется в бактофугу 3, далее при помощи насоса 4 подается в микрофильтрационный блок 5, где применяются керамические фильтры 6,9-8,9″, пропускная способность которых 1,1-1,6 мкм, при температуре 48°-53°C, фильтрат направляется в пастеризатор 6, где при температуре 56,5°-58,5°C содержится до тех пор, пока проба щелочной фосфатазы не станет отрицательной, охлаждается в теплообменнике 7 до температуры 4°-6°C и накапливается в промежуточных емкостях.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при очистке воды применяется метод реверсивного осмоса с использованием спирали 6,9-8,9″, количество фильтров 10-16, площадь фильтрации 565-1500 м², 2-6 мембранных труб.

3. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что рекомбинированные сливки дополнительно подвергают фильтрации с использованием керамических фильтров производительностью 5000-20000 дм³/ч, производительность концентрата 100-1000 дм³/ч, расход пермеата 19000-19900 дм³/ч, рабочая температура 25°-52°C, керамические фильтры, пропускная способность которых 1,1-1,6 мкм, площадь фильтрации 25-52 м², количество циклов концентрации 2-4, количество фильтров 10-16.

4. Рекомбинированные сливки 38% жирности, изготовленные из рекомбинированного молока способом по любому из пп. 1, 2, 3, отличающиеся тем, что их состав, при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:
Жировая фаза:
Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ до 1,40% Обезвоженные молочные жиры до 38,00%