МОДИФИКАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА МОЛОКА Российский патент 2020 года по МПК A23C9/123 A23C9/142 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к модификации минерального состава молока с использованием мембранной фильтрации(ий). Молоко с модифицированным минеральным составом можно использовать для приготовления подкисленных молочных продуктов с привлекательными органолептическими свойствами.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Производство свежего подкисленного молочного продукта хорошо известно специалистам в данной области. Производство продуктов с высоким содержанием белка, таких как кварки, греческие йогурты и свежие сыры, обычно включает стадию концентрирования после подкисления, где кислая жидкость, обычно называемая «кислая сыворотка», образующаяся при подкислении, удаляется из коагулированной/подкисленной/гелеобразной массы осушением с использованием центрифуги и/или мембранной фильтрации(ий). Кислая сыворотка обычно содержит лактозу, минеральные вещества молока, продукты метаболизма, такие как молочная кислота, и большое количество сывороточных белков. Состав кислой сыворотки зависит от предшествующей тепловой обработки молока, проведенной до подкисления, и используемой подкисляющей среды. Основная часть лактозы молока попадает в кислую сыворотку. Поскольку растворимость фосфата кальция зависит от рН, а коллоидный фосфат кальция растворяется при низких значениях рН, то кислая сыворотка также содержит основную часть растворенного кальция и фосфатов. В настоящее время кислая сыворотка представляет собой побочный продукт, который имеет низкую экономическую ценность.

Существует также способ, в котором подкисленные молочные продукты получают без отделения кислой сыворотки. Проблемы с продуктами, полученными этим способом, заключаются в органолептических свойствах. Более конкретно, за счет присутствия кислой сыворотки эти продукты имеют неприятную, сильно ощущаемую кислотность и горький вкус, вызванный значительным количеством кальция в продукте. В частности, было сложно получить подкисленные молочные продукты с высоким содержанием белка без ухудшения органолептических свойств, таких как вкус, продуктов.

Хорошо известно, что высокая буферная способность молока обусловлена высокой концентрацией нерастворимого кальция и фосфатов, связанных в мицеллах казеина. Буферная способность увеличивается, если молоко концентрируют, например, ультрафильтрацией или микрофильтрацией за счет концентрирования мицелл казеина. Также хорошо известно, что при снижении рН молока уменьшается содержание кальция и, следовательно, буферная способность молока, так как увеличивается растворимость кальция и фосфата. Обычно большое количество подкисляющей среды необходимо в существующих способах получения подкисленных молочных продуктов вследствие высокой буферной способности молока.

В настоящее время мы нашли новый способ, в котором устраняются проблемы существующих способов получения подкисленных молочных продуктов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу получения подкисленного молочного продукта, включающему следующие стадии:

предоставления молочного сырья,

концентрирования молочного сырья мембранной фильтрацией с получением ретентата фильтрации,

подкисления ретентата фильтрации кислым водным раствором с получением подкисленного ретентата фильтрации, имеющего рН в диапазоне от около 5,2 до около 6,5, в частности от около 5,4 до около 5,7, соотношение кальций/белок не более около 0,03, в частности не более около 0,025, более конкретно не более около 0,02, и соотношение фосфор/белок не более около 0,025, в частности не более около 0,018, более конкретно не более около 0,016,

переработки подкисленного ретентата фильтрации в подкисленный молочный продукт, имеющий массовую долю влаги в обезжиренном веществе, по меньшей мере, 70%.

Способ по настоящему изобретению основан на идее, что лактоза и растворимые минеральные вещества, включая одновалентные минеральные вещества (натрий и калий) и двухвалентные кальций и магний, сначала в больших количествах отделяются мембранной фильтрацией от высокомолекулярных компонентов, например, белка и жира, в результате чего указанная лактоза и растворимые минеральные вещества выделяются в виде рН-нейтральной фракции пермеата. рН-нейтральный пермеат можно получить в объеме до ¾ объема исходного продукта. Полученный концентрат молочных белков с пониженным содержанием лактозы и минеральных веществ молока затем подкисляют. Таким образом, исключается производство малоценной кислой сыворотки со значительным количеством лактозы. Кроме того, количество кальция, вызывающего горький вкус, в подкисленном продукте преимущественно снижается.

Во время подкисления растворимость кальция и фосфата увеличивается. За счет снижения содержания кальция и фосфата в концентрате молочных белков буферная способность концентрата молочных белков предпочтительно снижается в способе по изобретению. Пониженная буферная способность преимущественно приводит к снижению количества кислоты, необходимой для подкисления концентрата до конечного подкисленного молочного продукта с требуемым значением рН.

Подкисленные молочные продукты, полученные способом по изобретению, обладают привлекательными органолептическими свойствами, такими как нежный и мягкий вкус. Способ позволяет получить подкисленные молочные продукты с высоким содержанием белка, которые не имеют неприятного сильно выраженного кислого и/или горького вкуса, без удаления кислой сыворотки.

Таким образом, изобретение относится к усовершенствованному экономически эффективному способу получения подкисленных молочных продуктов с привлекательными органолептическими свойствами и ощущением во рту. В частности, подкисленные молочные продукты с высоким содержанием белка с хорошими органолептическими свойствами можно получить без удаления кислой сыворотки. Кроме того, преимущество изобретения заключается в том, что существенно снижается образование малоценных побочных фракций, таких как лактозосодержащая кислая сыворотка. Вместо этого основная часть лактозы выделяется в настоящем изобретении до подкисления в виде нейтральной фракции и может легко использоваться при получении последующих молочных продуктов, например, сухого молока.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к подкисленному молочному продукту, имеющему массовую долю влаги в обезжиренном веществе, по меньшей мере, 70%, соотношение кальций/казеин не более около 0,04, соотношение кальций/белок не более около 0,03 и соотношение фосфор/казеин не более около 0,03.

В дополнительном аспекте настоящее изобретение относится к подкисленному молочному продукту, имеющему массовую долю влаги в обезжиренном веществе, по меньшей мере, 70%, соотношение кальций/казеин не более около 0,04, соотношение кальций/белок не более около 0,03 и соотношение фосфор/белок не более около 0,025.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

На фиг.1 представлена титрируемая кислотность (SH) в зависимости от содержания белка (%) в варианте осуществления подкисленного молочного продукта по изобретению («диа-к-КМБ») и продукте предшествующего уровня техники («КМБ»).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу получения подкисленного молочного продукта, включающему следующие стадии:

предоставления молочного сырья,

концентрирования молочного сырья мембранной фильтрацией с получением ретентата фильтрации,

подкисления ретентата фильтрации кислым водным раствором с получением подкисленного ретентата фильтрации, имеющего рН в диапазоне от около 5,2 до около 6,5, в частности от около 5,4 до около 5,7, соотношение кальций/белок не более около 0,03, в частности не более около 0,025, более конкретно не более около 0,02, и соотношение фосфор/белок не более около 0,025, в частности не более около 0,018, более конкретно не более около 0,016,

переработки подкисленного ретентата фильтрации в подкисленный молочный продукт, имеющий массовую долю влаги в обезжиренном веществе, по меньшей мере, 70%.

В настоящем изобретении,

термин «молочное сырье» может представлять собой молоко как таковое, полученное от животного, такого как корова, овца, коза, верблюд, кобыла или любого другого животного, продуцирующего молоко, пригодное для потребления человеком.

Молочное сырье можно предварительно обработать при необходимости для доведения содержания жира и/или лактозы и/или соотношения казеин/сывороточный белок до требуемого уровня. Кроме того, молочное сырье можно предварительно обработать для снижения его микробиологической нагрузки способом, общеизвестным в данной области. Удаление патогенных и вызывающих порчу микроорганизмов обычно осуществляют физическим разделением, таким как микрофильтрация, бактофугирование или их комбинация.

При необходимости можно снизить содержание лактозы в молочном сырье. В варианте осуществления содержание лактозы снижают ферментативно добавлением лактазы в сырье. Можно использовать лактазы, обычно применяемые при гидролизе лактозы молока. Содержание лактозы также можно снизить другими подходящими способами, общеизвестными в данной области, такими как мембранная фильтрация, хроматография, электродиализ, кристаллизация, центрифугирование или осаждение. Различные способы можно комбинировать соответствующим образом. В сырье с низким содержанием лактозы можно дополнительно гидролизовать лактозу с получением безлактозного молочного сырья.

В настоящем изобретении молочным сырьем может быть, например, полножирное (цельное) молоко, сливки, низкожирное молоко, обезжиренное молоко, пахта, молозиво, низколактозое молоко, безлактозное молоко, обедненное сывороточным белком молоко, обедненное Ca молоком, восстановленное (рекомбинированное) молоко из сухого молока или их комбинация, как таковые или в виде концентрата и предварительно обработанные, как описано выше.

В варианте осуществления молочное сырье получают из коровьего молока.

В другом варианте осуществления молочное сырье представляет собой обезжиренное молоко.

Молочное сырье может содержать белок растительного происхождения.

Молочное сырье подвергают мембранной фильтрации для концентрирования белка и снижения сахаров и минеральных веществ. Концентрированием получают концентрат молочных белков в виде ретентата фильтрации, в то время как сахара и минеральные вещества проходят через мембрану в пермеат. Номинальный размер пор мембраны, используемой при фильтрации, находится в диапазоне от около 0,001 мкм до около 1,0 мкм (от 1 до 1000 кДа). Примеры подходящих мембранных фильтраций включают микрофильтрацию, ультрафильтрацию и нанофильтрацию. В варианте осуществления мембранная фильтрация представляет собой ультрафильтрацию. В варианте осуществления значение отсечения ультрафильтрационной мембраны находится в диапазоне от около 1 кДа до около 50 кДа. В другом варианте осуществления значение отсечения ультрафильтрационной мембраны находится в диапазоне от около 1 кДа до около 10 кДа. В дополнительном варианте осуществления мембранная фильтрация представляет собой микрофильтрацию. В варианте осуществления номинальный размер пор микрофильтрационной мембраны находится в диапазоне от около 0,1 мкм до около 1,0 мкм. В другом варианте осуществления номинальный размер пор микрофильтрационной мембраны находится в диапазоне от около 0,5 мкм до около 1,0 мкм.

Молочное сырье концентрируют при факторе концентрирования от около 1 до около 7. В варианте осуществления фактор концентрирования составляет от около 1 до около 4. Молочное сырье концентрируют таким образом, чтобы обеспечить содержание белка от около 3% до около 25% в пересчете на вес концентрата молочных белков. В варианте осуществления содержание белка в концентрате молочных белков составляет от около 6% до около 15%.

Мембранную фильтрацию проводят при температуре от около 5°С до около 55°С. В варианте осуществления диапазон температур составляет от около 5°С до около 25°С. В другом варианте осуществления диапазон температур составляет от около 10°С до около 15°С. В дополнительном варианте осуществления мембранную фильтрацию проводят при температуре около 10°С.

В варианте осуществления концентрирование проводят ультрафильтрацией при 10°С. В другом варианте осуществления концентрирование проводят ультрафильтрацией при 10°С и факторе концентрирования 4.

Концентрированием молочного сырья получают концентрат молочных белков, который имеет соотношение модифицированного сывороточного белка и казеина или соотношение нативного сывороточного белка и казеина, присутствующие в молочном сырье. Соотношение сывороточного белка и казеина в концентрате находится в диапазоне от около 20:80 до около 4:96. В варианте осуществления соотношение составляет около 20:80. Соотношение нативного сывороточного белка и казеина 20:80 в коровьем молоке легко модифицировать микрофильтрацией, в результате которой казеин удерживается в ретентате микрофильтрации, в то время как сывороточный белок проходит через мембрану в пермеат микрофильтрации. При проведении микрофильтрации соотношение сывороточного белка и казеина можно доводить до около 4:96. При проведении ультрафильтрации как казеин, так и сывороточный белок удерживаются в ретентате. Таким образом, ультрафильтрацией получают концентрат молочных белков с соотношением немодифицированного сывороточного белка и казеина, и обычно составляющим около 20:80.

Пермеат фильтрации, полученный в результате концентрирования, можно подвергать дальнейшей мембранной фильтрации(ям), включая ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос, для отделения сахаров, минеральных веществ и необязательно сывороточного белка в различные фракции. Специалист в данной области может выбрать соответствующий тип мембранной фильтрации для каждого процесса отделения. Фракции, полученные в результате дальнейших мембранных фильтраций, можно использовать в качестве диафильтрационной воды на последующей стадии диафильтрации, применяемой в способе по изобретению, описанном ниже. В варианте осуществления одновалентные минеральные вещества молока, удаленные при концентрировании, восстанавливают мембранной фильтрацией(ями) и возвращают в концентрат молочных белков при проведении диафильтрации с использованием фракции, обогащенной одновалентными минеральными веществами, в виде диафильтрационной воды. Кроме того, можно использовать методы осаждения для удаления нежелательных веществ, таких как кальций и фосфаты, из пермеата, то есть повышением температуры до диапазона от около 50°C до около 80°C и/или доведением рН до значения выше 7,0. В варианте осуществления рН доводят до диапазона от около 7,0 до около 7,5. Обедненный кальцием и фосфатом пермеат подходит для использования в качестве диафильтрационной воды. Обедненный кальцием и фосфатом пермеат можно также использовать с обедненным кальцием и фосфатом ретентатом для получения конечного продукта.

В способе по изобретению ретентат фильтрации, то есть концентрат молочных белков, подвергают подкислению. При проведении подкисления рН ретентата доводят до значения от около 5,2 до около 6,5. В варианте осуществления рН доводят до значения от около 5,4 до около 5,7. Подкисление снижает буферную способность концентрата молочных белков растворением кальция и фосфата из мицелл казеина, присутствующих в концентрате.

Подкисленный ретентат фильтрации имеет пониженное содержание кальция и фосфора. В варианте осуществления соотношение кальций/белок в подкисленном ретентате фильтрации составляет не более около 0,03. В другом варианте осуществления соотношение кальций/белок составляет не более около 0,025. В дополнительном варианте осуществления соотношение кальций/белок составляет не более около 0,02. В варианте осуществления соотношение фосфор/белок в подкисленном ретентате фильтрации составляет не более около 0,025. В другом варианте осуществления соотношение фосфор/белок составляет не более около 0,018. В дополнительном варианте осуществления соотношение фосфор/белок составляет не более около 0,016.

В варианте осуществления соотношение кальций/казеин в подкисленном ретентате фильтрации составляет не более около 0,04. В другом варианте осуществления соотношение кальций/казеин составляет не более около 0,035. В дополнительном варианте осуществления соотношение кальций/казеин составляет не более около 0,028. В варианте осуществления соотношение фосфор/казеин в подкисленном ретентате фильтрации составляет не более около 0,03. В другом варианте осуществления соотношение фосфор/казеин составляет не более около 0,022. В дополнительном варианте осуществления соотношение фосфор/казеин составляет не более около 0,018.

В варианте осуществления содержание белка в подкисленном ретентате фильтрации находится в диапазоне от около 2% до около 25% в пересчете на вес продукта. В другом варианте осуществления содержание белка составляет от около 3% до около 5%. В дополнительном варианте осуществления содержание белка составляет от около 6% до около 15%. В еще одном варианте осуществления содержание белка составляет от около 8% до около 12%.

В варианте осуществления способ по изобретению включает стадию диафильтрации. При проведении диафильтрации ретентат фильтрации разбавляют водным раствором, и смесь пропускают через ту же фильтрационную мембрану. Диафильтрация по существу не модифицирует соотношение сывороточного белка и казеина в ретентате.

Подкисление можно проводить до диафильтрации концентрата молочных белков или во время диафильтрации концентрата. При проведении подкисления до диафильтрации полученный подкисленный концентрат молочных белков удобно подвергать диафильтрации с использованием рН-нейтрального водного раствора в качестве диафильтрационной воды в целях повышения растворения кальция и фосфата из концентрата. Примерами подходящих водных растворов являются, без ограничения, водопроводная вода и различные фракции пермеата фильтрации, описанные выше.

В варианте осуществления подкисление проводят во время диафильтрации. В этом варианте осуществления кислый водный раствор используют в качестве диафильтрационной воды с целью доведения рН ретентата диафильтрации до значения от около 5,2 до около 6,5. В варианте осуществления рН доводят до значения от около 5,4 до около 5,7. Значение рН кислого водного раствора составляет не более около 6,5. Кислый водный раствор содержит любую подходящую пищевую кислоту(ы), такую как молочная кислота и лимонная кислота, глюконо-дельта-лактон (ГДЛ), диоксид углерода, органическая кислота или их смесь.

Подкисленный ретентат диафильтрации имеет содержание белка в диапазоне от около 2% до около 25%. В другом варианте осуществления содержание белка составляет от около 3% до около 5%. В еще одном другом варианте осуществления содержание белка составляет от около 6% до около 15%. В еще одном варианте осуществления содержание белка составляет от около 8% до около 12%.

Подкисленный ретентат диафильтрации имеет пониженное содержание кальция и фосфора. В варианте осуществления соотношение кальций/белок в подкисленном ретентате диафильтрации составляет не более около 0,03. В другом варианте соотношение кальций/белок составляет не более около 0,025. В дополнительном соотношение кальций/белок составляет не более около 0,02. В варианте осуществления соотношение фосфор/белок в подкисленном ретентате диафильтрации составляет не более около 0,025. В другом варианте осуществления соотношение фосфор/белок составляет не более около 0,018. В дополнительном варианте осуществления соотношение фосфор/белок составляет не более около 0,016.

В варианте осуществления соотношение кальций/казеин в подкисленном ретентате диафильтрации составляет не более около 0,04. В другом варианте осуществления соотношение кальций/казеин составляет не более около 0,035. В дополнительном варианте осуществления соотношение кальций/казеин составляет не более около 0,028. В варианте осуществления соотношение фосфор/казеин в подкисленном ретентате диафильтрации составляет не более около 0,03. В другом варианте осуществления соотношение фосфор/казеин составляет не более около 0,022. В дополнительном варианте осуществления соотношение фосфор/казеин составляет не более около 0,018.

В варианте осуществления молочное сырье подвергают тепловой обработке. Тепловую обработку можно проводить до концентрирования молочного сырья, между концентрированием и диафильтрацией, или после концентрирования и диафильтрации. Если проводят тепловую обработку подкисленного концентрата молочных белков, то есть ретентата диафильтрации, полученного в результате концентрирования и последующей диафильтрации, то значение рН подкисленного ретентата диафильтрации сначала можно довести до нейтрального уровня. В варианте осуществления тепловую обработку проводят до концентрирования. В другом варианте осуществления тепловую обработку проводят после концентрирования. Тепловую обработку проводят при температуре от около 75°C до около 98°C в течение от около 15 с до около 30 мин, включая условия традиционной пастеризации и высокотемпературной пастеризации. В варианте осуществления тепловая обработка представляет собой высокотемпературную пастеризацию при температуре около 80°C в течение около 7 мин. В другом варианте осуществления тепловая обработка представляет собой высокотемпературную пастеризацию при температуре около 90°C в течение около 5 мин.

В варианте осуществления способа по изобретению обезжиренное молоко подвергают высокотемпературной пастеризации при температуре около 80°C в течение около 7 мин, пастеризованное обезжиренное молоко концентрируют ультрафильтрацией при 10°C и факторе концентрирования 4,0 до содержания белка около 11%, ретентат ультрафильтрации подвергают диафильтрации кислым водным раствором, содержащим молочную кислоту, лактозу и минеральные вещества с получением ретентата диафильтрации.

Подкисленный ретентат фильтрации или подкисленный ретентат диафильтрации далее перерабатывают в подкисленный молочный продукт добавлением подходящего подкислителя в ретентат в зависимости от типа получаемого подкисленного продукта. Дополнительные компоненты можно добавить в ретентат до этой стадии подкисления, включая молочное сырье, такое как сливки, молочный белок, лактозу, соли молока и воду, с целью доведения общего содержания сухих веществ и/или содержания белка, жира, лактозы и/или минеральных веществ молока до требуемых уровней. Подкисление можно проводить микробиологически и/или химически традиционным способом. Микробиологическое подкисление можно проводить с использованием заквасочных культур. Химическое подкисление проводят добавлением в качестве подкислителя химической закваски, органических кислот и/или неорганических кислот в качестве подкислителя, такого как глюконо-дельта-лактон (ГДЛ), лимонная кислота, молочная кислота. Также можно использовать природные кислоты ягод и фруктов, такие как бензойная кислота брусники. В варианте осуществления подкисление представляет собой ферментацию. Специалист в данной области может легко выбрать подходящий подкислитель и его количество для каждого типа подкисленного молочного продукта.

В варианте осуществления массовая доля влаги в обезжиренном веществе (MFFB) подкисленного молочного продукта, полученного способом по изобретению, составляет, по меньшей мере, 80%. В другом варианте осуществления MFFB составляет, по меньшей мере, 85%.

Подкисленный молочный продукт, полученный по способу по изобретению, представляет собой, например, кварк, йогурт, крем-фреш или сливочный сыр (свежий сыр). В варианте осуществления подкисленный молочный продукт получают прямой ферментацией, то есть без удаления кислой сыворотки. Этот вариант осуществления подходит для получения сливочного сыра, кварка, йогурта, крем-фреша, в частности йогурта. В другом варианте осуществления подкисленный молочный продукт получают удалением кислой сыворотки из продукта с использованием просеивания и/или разделения. Оба варианта осуществления позволяют получить подкисленные молочные продукты с высоким содержанием белка.

Соотношение кальций/казеин, соотношение фосфор/казеин, соотношение кальций/белок и соотношение фосфор/белок в подкисленном молочном продукте, полученном данным способом, являются по существу такими же, как соотношения, которые определены выше для подкисленного ретентата диафильтрации.

Подкисленный молочный продукт, полученный способом по изобретению, имеет общее содержание сухих веществ в диапазоне от около 5% до около 40%. В варианте осуществления общее содержание сухих веществ составляет от около 5% до около 25%. В другом варианте осуществления общее содержание сухих веществ составляет от около 8% до около 25%. В дополнительном варианте осуществления общее содержание сухих веществ составляет от около 25% до около 35%.

Содержание белка в подкисленном молочном продукте, полученном способом по изобретению, находится в диапазоне от около 2% до около 25% в пересчете на вес продукта. В варианте осуществления содержание белка составляет от около 3% до около 5%. В другом варианте осуществления содержание белка составляет от около 6% до около 15%. В дополнительном варианте осуществления содержание белка составляет от около 8% до около 12%.

Значение рН подкисленного молочного продукта, полученного способом по изобретению, находится в диапазоне от около 4,0 до около 5,0. В варианте осуществления значение рН составляет от около 4,55 до около 4,8.

На фиг.1 представлена титрируемая кислотность (SH) в зависимости от содержания белка (%) в варианте осуществления подкисленного молочного продукта по изобретению («диа-к-КМБ») и продукте предшествующего уровня техники («КМБ»). SH является единицей измерения количества кислоты, присутствующей в продукте. Здесь SH определяли титратором Mettler Toledo DL50 Graphix-titrator следующим образом: образец подкисленного молока (10 мл) смешивали с 30 мл воды, очищенной на системе Millipore. Смесь титровали при комнатной температуре 0,1 М NaOH до значения рН 8,55, а количество использованного титранта рассчитывалось на соответствующий объем (мл) 0,25 М NaOH, необходимый для титрования 100 мл образца до значения рН 8,3, согласно исходным градусам Сокслета-Генкеля (°SH).

На фиг.1 подкисленный молочный продукт по изобретению готовят из концентрата молочных белков, полученного в примере 2, с использованием диафильтрации кислотой. Продукт предшествующего уровня техники готовят из концентрата молочных белков из примера 1. Можно видеть, что SH продукта по изобретению ниже, чем у продукта предшествующего уровня техники. SH зависит от содержания белка и конечного значения pH продукта после ферментации. Снижение SH приблизительно на 10 единиц достигается способом по изобретению в широком диапазоне содержания белка.

В другом аспекте изобретение относится к подкисленному молочному продукту, имеющему массовую долю влаги в обезжиренном веществе, по меньшей мере, 70%, соотношение кальций/казеин не более около 0,04, соотношение кальций/белок не более около 0,03 и соотношение фосфор/казеин не более около 0,03. В варианте осуществления соотношение кальций/казеин составляет не более около 0,035. В другом варианте осуществления соотношение кальций/казеин составляет не более около 0,028. В варианте осуществления соотношение кальций/белок составляет не более около 0,025. В дополнительном варианте осуществления соотношение кальций/белок составляет не более около 0,02. В варианте осуществления соотношение фосфор/казеин составляет не более около 0,022. В варианте осуществления соотношение фосфор/казеин составляет не более около 0,018. В варианте осуществления соотношение фосфор/белок в подкисленном молочном продукте составляет не более около 0,025. В другом варианте осуществления соотношение фосфор/белок составляет не более около 0,018. В дополнительном варианте осуществления соотношение фосфор/белок более конкретно составляет не более около 0,016.

В дополнительном аспекте изобретение относится к подкисленному молочному продукту, имеющему массовую долю влаги в обезжиренном веществе, по меньшей мере, 70%, соотношение кальций/казеин не более около 0,04, соотношение кальций/белок не более около 0,03 и соотношение фосфор/белок не более около 0,025. В другом варианте осуществления соотношение фосфор/белок составляет не более около 0,018. В дополнительном варианте осуществления соотношение фосфор/белок составляет не более около 0,016. В варианте осуществления соотношение кальций/казеин составляет не более около 0,035. В другом варианте осуществления соотношение кальций/казеин составляет не более около 0,028. В варианте осуществления соотношение кальций/белок составляет не более около 0,025. В дополнительном варианте осуществления соотношение кальций/белок составляет не более около 0,02. В варианте осуществления соотношение фосфор/казеин в подкисленном молочном продукте составляет не более около 0,03. В другом варианте осуществления соотношение фосфор/казеин составляет не более около 0,022. В дополнительном варианте осуществления соотношение фосфор/казеин составляет не более около 0,018.

В варианте осуществления массовая доля влаги в обезжиренном веществе (MFFB) подкисленных молочных продуктов по изобретению составляет, по меньшей мере, 80%. В другом варианте осуществления MFFB продуктов составляет, по меньшей мере, 85%.

Подкисленные молочные продукты по изобретению имеют общее содержание сухих веществ в диапазоне от около 5% до около 40%. В варианте осуществления общее содержание сухих веществ составляет от около 5% до около 25%. В другом варианте осуществления общее содержание сухих веществ составляет от около 8% до около 25%. В дополнительном варианте осуществления общее содержание сухих веществ составляет от около 25% до около 35%.

Содержание белка в подкисленных молочных продуктах по изобретению находится в диапазоне от около 2% до около 25% в пересчете на вес продукта. В варианте осуществления содержание белка составляет от около 3% до около 5%. В другом варианте осуществления содержание белка составляет от около 6% до около 15%. В дополнительном варианте осуществления содержание белка составляет от около 8% до около 12%.

Значение рH подкисленных молочных продуктов по изобретению находится в диапазоне от около 4,0 до около 5,0. В варианте осуществления значение рН составляет от около 4,55 до около 4,8.

Подкисленные молочные продукты по изобретению включают, но не ограничиваются этим, кварк с высоким содержанием белка, греческий йогурт с высоким содержанием белка, свежий сыр с высоким содержанием белка. В варианте осуществления подкисленные молочные продукты представляют собой йогурты с высоким содержанием белка.

Следующие примеры приведены для дополнительной иллюстрации изобретения без ограничения изобретения.

ПРИМЕР 1. КОНЦЕНТРАТ МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ

40 л обезжиренного молока подвергали высокотемпературной пастеризации при 80°С в течение 7 мин (динамический пастеризатор), охлаждали до 10°С и партию концентрировали ультрафильтрацией до достижения фактора концентрирования 4,0. Использовали спирально-навитый элемент Koch HFK131, 2540, имеющий отсечение по молекулярной массой (MWCO) 10 кДа. Значение рН ретентата ультрафильтрации составляло 6,8, а титруемая кислотность SH составляла 10,9. Содержание белка в ретентате составляло 11,8%. Состав концентрата молочных белков, то есть ретентата ультрафильтрации, приведен в таблице 1 ниже.

ПРИМЕР 2. ДИАФИЛЬТРАЦИЯ КОНЦЕНТРАТА МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ КИСЛОТОЙ

Ретентат ультрафильтрации, полученный в примере 1, подвергали диафильтрации кислым водным раствором в виде диафильтрационной жидкости, содержащей молочную кислоту (1,5%) и одновалентные минеральные вещества молока, то есть натрий и калий. Водный раствор содержал одновалентные минеральные вещества в концентрациях, аналогичных УФ пермеату, полученному во время концентрирования ультрафильтрацией, проведенного в примере 1, то есть снижали количество только двух- и одновалентных ионов. Значение рН исходного продукта поддерживали выше 5,7 добавлением воды вместо подкисленного пермеата нанофильтрации, при необходимости. В общей сложности 20 л диафильтрационной жидкости добавляли в ретентат ультрафильтрации на партии 1 л. Полученную разбавленную смесь пропускали через спиральный элемент, использованный в примере 1. Осаждение белка не наблюдалось. На стадии концентрирования половина всей лактозы скапливалась в пермеате ультрафильтрации. Значение рН и SH ретентата диафильтрации составляли 5,9 и 21,2 соответственно.

Получали концентрат молочных белков с модифицированным минеральным составом в виде ретентата диафильтрации. Состав концентрата молочных белков, полученного диафильтрацией кислотой, приведен в таблице 1 ниже.

ССЫЛОЧНЫЙ ПРИМЕР 3. ДИАФИЛЬТРАЦИЯ КОНЦЕНТРАТА МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ ВОДОЙ

Ретентат ультрафильтрации, полученный в примере 1, подвергали диафильтрации таким же образом, как описано в примере 2, за исключением того, что в качестве диафильтрационной жидкости использовали воду. Состав концентрата молочных белков с модифицированным минеральным составом, полученного диафильтрацией водой, приведен в таблице 1 ниже.

Таблица 1.

Обезжиренное молоко Концентрат молочных белков (ретентат УФ, пример 1) Концентрат молочных белков (диафильтрация кислотой, пример 2) Концентрат молочных белков (диафильтрация водой, ссылочный пример 3) Белок (%) 3,3 11,8 12,8 12,4 Лактоза (%) 4,2 4,3 0,5 0,5 Зола (%) 0,7 1,4 0,9 1,0 Na (мг/кг) 330 410 110 120 K (мг/кг) 1400 1760 470 510 Ca (мг/кг) 1100 3140 2500 3100 Mg (мг/кг) 100 210 110 150 P (мг/кг) 850 2230 1740 1960 Ca/Р 1,29 1,41 1,44 1,58

ПРИМЕР 4. ЙОГУРТ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ БЕЛКА

Концентрат молочных белков с модифицированным минеральным составом, полученный в примере 2, восполняли порошкообразной лактозой для доведения конечного содержания лактозы до 4%. Затем смесь подкисляли имеющийся на рынке йогуртовой культурой при 42°С до достижения значения рН 4,8. Титруемая кислотность SH полученного йогурта составляла 50. MFFB йогурта составляла 82,3%.

Контрольную ферментацию проводили на концентрате молочных белков, полученном в примере 1, по существу с тем же составом белка и лактозы. Титруемая кислотность SH контрольного йогурта с около 11,3% белка составляла 64. MFFB йогурта составляла 82,5%.

Органолептическая оценка показала статистически значимую разницу между йогуртом по настоящему изобретению и контрольным йогуртом, йогурт по настоящему изобретению обладает гораздо более мягким вкусоароматом, чем контрольный йогурт.

ПРИМЕР 5. ЙОГУРТ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ БЕЛКА

В общей сложности получали пять образцов йогурта с использованием концентрата молочных белков (КМБ, как в примере 1) и ретентата диафильтрации водой молочных белков (диа-в-КМБ, как в ссылочном примере 3), а также трех ретентатов диафильтрации кислотой (диа-к-КМБ, как в примере 2). Диафильтрацию кислотой проводили 1) раствором молочной кислоты, поддерживая значение рН пермеата на уровне 5,7 (диа-к-КМБ1), 2) как диа-к-КМБ1, но с добавлением KCl (диа-к-КМБ2) и 3) как диа-к-КМБ1, но при значении pH 5,4 (диа-к-КМБ3). Состав ретентатов приведен в таблице 2.

Таблица 2.

КМБ диа-в-КМБ диа-к-КМБ1 диа-к-КМБ2 диа-к-КМБ3 Белок (%) 11,8 11,8 11,8 11,8 11,8 Лактоза (%) 4,3 0,5 0,6 0,5 0,5 Na (мг/кг) 406 110 72 57 50 K (мг/кг) 1760 480 290 1100 270 Ca (мг/кг) 3140 2600 1800 1800 1200 Mg (мг/кг) 210 140 86 82 59 P (мг/кг) 2233 1600 1300 1300 1000 Ca/белок 0,026 0,022 0,015 0,015 0,010 Р/белок 0,019 0,014 0,011 0,011 0,008

Ретентаты получали с 7% содержанием белка и пастеризовали при 80°С со временем выдержки 5 мин. Для КМБ использовали разбавление обезжиренным молоком, в то время как ретентаты диафильтрации разбавляли с использованием воды, лактозы и минеральных веществ молока. Затем смеси подкисляли имеющийся на рынке йогуртовой культурой при 42°С до достижения значения рН 4,55. Затем йогурты заданного типа охлаждали и определяли их состав, а также титруемую и ощущаемую кислотность (табл. 3). MFFB йогуртов составляла 87%.

Таблица 3.

КМБ диа-в-КМБ диа-к-КМБ1 диа-к-КМБ2 диа-к-КМБ3 Белок (%) 7 7 7 7 7 Na (мг/кг) 410 430 470 280 270 K (мг/кг) 1900 1800 2500 2300 1900 Ca (мг/кг) 2000 1800 1400 1200 800 Mg (мг/кг) 160 100 68 58 42 P (мг/кг) 1500 1200 960 900 690 SH 57,3 49,8 43,4 42,7 35,1 Оценка ощущаемой кислотности (1-4) n=6 3,3± 0,8 2,3±0,5 1,7±0,5 1,8±0,6 1,7±0,5

ПРИМЕР 6. ЙОГУРТ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ БЕЛКА

Концентраты молочных белков с модифицированным минеральным составом, полученные в примере 2 и ссылочном примере 3, восполняли порошкообразной лактозой для доведения конечного содержания лактозы до 4%. Затем смеси подкисляли имеющийся на рынке йогуртовой культурой при 42°С до достижения значения рН 4,65. Титруемая кислотность SH полученного по изобретению йогурта, приготовленного с использованием концентрата диафильтрации кислотой молочных белков из примера 2, составляла 61 (с содержанием белка около 12%), в то время как контрольный йогурт, приготовленный с использованием концентрата диафильтрации водой молочных белков из ссылочного примера 3 имел значение SH 65 (с содержанием белка около 12%). MFFB как йогурта по изобретению, так и контрольного йогурта составляла 83%. Ощущаемая кислотность значительно не отличалась, но контрольный образец, полученный диафильтрацией водой, имел горький привкус вследствие более высокого содержания Ca.

ПРИМЕР 7. ЙОГУРТ

Концентрат молочных белков с модифицированным минеральным составом из примера 2 доводили сливками, солью молока и водой для обеспечения содержание белка 4,5% и содержание жира 2% и подкисляли имеющийся на рынке йогуртовой культурой при 42°С до достижения значения рН 4,55. Титруемая кислотность SH йогурта по изобретению составляла 31.

Контрольный йогурт получали упариванием стандартизированного по жиру (2%) молока до содержания белка 4,5%. Затем молоко подвергали высокотемпературной пастеризации с последующей ферментацией с использованием той же имеющейся на рынке йогуртовой культуры при 42°С до достижения значения рН 4,55. Титруемая кислотность SH контрольного йогурта составляла 44. MFFB йогурта по изобретению и контрольного йогурта составляли соответственно 93% и 89%.

ПРИМЕР 8. ЙОГУРТ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ БЕЛКА

Концентрат молочных белков получали, как в примере 1, за исключением того, что обезжиренное молоко не подвергали пастеризации до ультрафильтрации. Затем концентрат молочных белков подвергали диафильтрации, как описано в примере 2, но с использованием диафильтрационной жидкости, которую получили следующим образом: 30 л свежей кислой сыворотки от производства кварков подвергали нанофильтрации со спиральной мембраной Dow NF, Filmtec, и полученный пермеат использовали в качестве жидкости для диафильтрации кислотой. Указанный пермеат содержал <0,01% лактозы, 1,7% минеральных веществ молока и 1,5% молочной кислоты. Значение рН исходного продукта поддерживали выше 5,7 добавлением воды вместо подкисленного пермеата нанофильтрации, при необходимости. Ретентат диафильтрации доводили лактозой, солями молока и водой для обеспечения содержание белка 8%, после чего доводили значение рН до 7. Молоко для йогурта пастеризовали при 80°С в течение 7 мин и подкисляли имеющейся на рынке йогуртовой культурой до достижения значения рН 4,55. SH продукта составляла 43. MFFB йогурта составляла 86%.

Контрольный йогурт получали диафильтрацией того же вышеуказанного непастеризованного концентрата молочных белков согласно способу, описанному в ссылочном примере 3. SH контрольного йогурта составляла 50. MFFB контрольного йогурта составляла 86%.

Ощущаемая кислотность йогурта по изобретению и контрольного йогурта составляла соответственно 1,75 (шкала 1-4, n=6) и 2,33.

Специалистам в данной области техники будет очевидно, что по мере развития технологии, идея изобретения может быть реализована различными способами. Изобретение и его варианты осуществления не ограничены вышеописанными примерами, но могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.

Изобретения относятся к пищевой промышленности, в частности к молочной. Способ получения подкисленного молочного продукта включает предоставление молочного сырья, концентрирование молочного сырья мембранной фильтрацией с получением ретентата фильтрации, подкисление ретентата фильтрации кислым водным раствором с получением подкисленного ретентата фильтрации, имеющего значение рН в диапазоне от около 5,2 до около 6,5, соотношение кальций/белок не более около 0,03, соотношение фосфор/белок не более около 0,025 и переработку подкисленного ретентата фильтрации в подкисленный молочный продукт, имеющий массовую долю влаги в обезжиренном веществе по меньшей мере 70%. При этом подкисление ретентата фильтрации проводят до или во время диафильтрации с получением подкисленного ретентата диафильтрации. Изобретение также относится к подкисленному молочному продукту (варианты). Изобретения позволяют получить подкисленные молочные продукты с высоким содержанием белка, которые не имеют неприятного сильно выраженного кислого и/или горького вкуса. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 8 пр.

1. Способ получения подкисленного молочного продукта, включающий стадии:

предоставления молочного сырья,

концентрирования молочного сырья мембранной фильтрацией с получением ретентата фильтрации,

диафильтрации ретентата фильтрации,

подкисления ретентата фильтрации кислым водным раствором с получением подкисленного ретентата фильтрации, имеющего рН в диапазоне от 5,2 до 6,5, в частности от 5,4 до 5,7, соотношение кальций/белок не более 0,03, предпочтительно не более 0,025, более предпочтительно не более 0,02, и соотношение фосфор/белок не более 0,025, предпочтительно не более 0,018, более предпочтительно не более 0,016,

переработки подкисленного ретентата фильтрации в подкисленный молочный продукт, имеющий массовую долю влаги в обезжиренном веществе по меньшей мере 70%;

причем подкисление ретентата фильтрации проводят до или во время диафильтрации с получением подкисленного ретентата диафильтрации.

2. Способ по п.1, в котором подкисление проводят во время диафильтрации с использованием кислого водного раствора в качестве диафильтрационной воды.

3. Способ по п.2, в котором значение рН кислого водного раствора составляет не более 6,5.

4. Способ по п.1, в котором содержание белка в подкисленном ретентате фильтрации, или подкисленном ретентате диафильтрации, полученном по п.1, находится в диапазоне от 2% до 25%, предпочтительно от 3% до 5%, более предпочтительно от 6% до 15%, еще более предпочтительно от 8% до 12%.

5. Способ по п.1, в котором соотношение кальций/казеин в подкисленном ретентате фильтрации или подкисленном ретентате диафильтрации, полученном по п.1, составляет не более 0,04, предпочтительно не более 0,035, более предпочтительно не более 0,028.

6. Способ по п.1, в котором соотношение фосфор/казеин в подкисленном ретентате фильтрации, или подкисленном ретентате диафильтрации, полученном по п.1, составляет не более 0,03, предпочтительно не более 0,022, более предпочтительно не более 0,018.

7. Способ по п.1, в котором водный кислый раствор содержит пищевую кислоту(ы), такую как молочная кислота и лимонная кислота, глюконо-дельта-лактон (ГДЛ), диоксид углерода, органическая кислота или их смесь.

8. Способ по п.1, в котором молочное сырье подвергают тепловой обработке до концентрирования молочного сырья, между концентрированием и диафильтрацией или после концентрирования и диафильтрации.

9. Способ по п.8, в котором тепловую обработку проводят при температуре от 75°С до 98°С в течение от 15 с до 30 мин, предпочтительно при 80°С в течение 7 мин или при 90°С в течение 5 мин.

10. Способ по п.1, в котором номинальный размер пор мембраны, используемой при проведении фильтрации, находится в диапазоне от 0,001 мкм до 1,0 мкм (от 1 до 1000 кДа).

11. Способ по п.1, в котором мембранную фильтрацию выбирают из микрофильтрации, ультрафильтрации и нанофильтрации, в частности ультрафильтрации.

12. Способ по п.1, в котором фактор концентрирования мембранной фильтрации находится в диапазоне от 1 до 7, предпочтительно от 1 до 4.

13. Способ по п.1, в котором концентрирование молочного сырья проводят мембранной фильтрацией при температуре от 5°С до 55°С, предпочтительно от 5°С до 25°С, более предпочтительно при 10°С.

14. Способ по п.1, в котором подкисленный молочный продукт представляет собой кварк, йогурт, крем-фреш, сливочный сыр/свежий сыр, в частности йогурт, и который получают прямой ферментацией без удаления кислой сыворотки.

15. Способ по п.1, в котором подкисленный молочный продукт представляет собой кварк с высоким содержанием белка, греческий йогурт с высоким содержанием белка, свежий сыр с высоким содержанием белка, в частности йогурт с высоким содержанием белка, и который получают с удалением кислой сыворотки.

16. Способ по п.1, в котором общее содержание сухих веществ в продукте находится в диапазоне от 5% до 40%, в частности в диапазоне от 5% до 20%.

17. Способ по п.1, в котором содержание белка в подкисленном молочном продукте находится в диапазоне от 2% до 25% в пересчете на вес продукта, предпочтительно в диапазоне от 6% до 15%, более предпочтительно 12%.

18. Способ по п.1, в котором подкисленный молочный продукт имеет значение рН в диапазоне от 4,0 до 5,0, предпочтительно от 4,55 до 4,8.

19. Способ по п.1, в котором массовая доля влаги в обезжиренном веществе составляет по меньшей мере 80%, предпочтительно по меньшей мере 85%.

20. Подкисленный молочный продукт, полученный способом по п.1, имеющий массовую долю влаги в обезжиренном веществе по меньшей мере 70% и соотношение кальций/казеин не более 0,04, предпочтительно не более 0,035, более предпочтительно не более 0,028, и соотношение кальций/белок не более 0,03, предпочтительно не более 0,025, более предпочтительно не более 0,02, и соотношение фосфор/казеин не более 0,03, предпочтительно не более 0,022, более предпочтительно не более 0,018.

21. Продукт по п.20, в котором соотношение фосфор/белок в продукте составляет не более 0,025, предпочтительно не более 0,018, более предпочтительно не более 0,016.

22. Продукт по п.20, в котором общее содержание сухих веществ в продукте находится в диапазоне от 5% до 40%, в частности в диапазоне от 5% до 20%.

23. Продукт по п.20, в котором содержание белка в подкисленном молочном продукте находится в диапазоне от 2% до 25% в пересчете на вес продукта, предпочтительно в диапазоне от 6% до 15%, более предпочтительно 12%.

24. Продукт по п.20, в котором подкисленный молочный продукт имеет значение рН в диапазоне от 4,0 до 5,0, предпочтительно от 4,55 до 4,8.

25. Продукт по п.20, в котором массовая доля влаги в обезжиренном веществе составляет по меньшей мере 80%, предпочтительно по меньшей мере 85%.

26. Продукт по п.20, в котором подкисленный молочный продукт представляет собой кварк с высоким содержанием белка, грецкий йогурт с высоким содержанием белка, свежий сыр с высоким содержанием белка, предпочтительно йогурт с высоким содержанием белка.

27. Подкисленный молочный продукт, полученный способом по п.1, имеющий массовую долю влаги в обезжиренном веществе по меньшей мере 70%, соотношение кальций/казеин не более 0,04, предпочтительно не более 0,035, более предпочтительно не более 0,028, соотношение кальций/белок не более 0,03, предпочтительно не более 0,025, более предпочтительно не более 0,02, и соотношение фосфор/белок не более 0,025, предпочтительно не более 0,018, более предпочтительно не более 0,016.

28. Подкисленный молочный продукт по п.27, в котором соотношение фосфор/казеин в продукте составляет не более 0,03, предпочтительно не более 0,022, более предпочтительно не более 0,018.

29. Продукт по п.27, в котором общее содержание сухих веществ в продукте находится в диапазоне от 5% до 40%, в частности в диапазоне от 5% до 20%.

30. Продукт по п.27, в котором содержание белка в подкисленном молочном продукте находится в диапазоне от 2% до 25% в пересчете на вес продукта, предпочтительно в диапазоне от 6% до 15%, более предпочтительно 12%.

31. Продукт по п.27, в котором подкисленный молочный продукт имеет значение рН в диапазоне от 4,0 до 5,0, предпочтительно от 4,55 до 4,8.

32. Продукт по п.27, в котором массовая доля влаги в обезжиренном веществе составляет по меньшей мере 80%, предпочтительно по меньшей мере 85%.

33. Продукт по п.27, в котором подкисленный молочный продукт представляет собой кварк с высоким содержанием белка, греческий йогурт с высоким содержанием белка, свежий сыр с высоким содержанием белка, предпочтительно йогурт с высоким содержанием белка.