СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2023 года по МПК A23C9/20 A23C9/15 

Изобретение относится к области обработки молока, в частности обработки обезжиренного животного молока. Изобретение относится к получению продуктов для детского питания, таких как основы детских смесей, а также молочных продуктов из одного и того же исходного материала. Изобретение также относится к продукту для детского питания и молочному продукту, которые можно получить способом согласно настоящему изобретению.

Уровень техники

Женское молоко считается «золотым стандартом» питания детей. Переработка животного молока, например, коровьего молока, для большего сходства с составом женского молока известна в технике как «гуманизация» животного молока. Способ гуманизации животного молока включает изменение отношения казеин:сывороточные белки, найденного в животном молоке (например, приблизительно 80:20 для коровьего молока), до желательного отношения для питания детей, найденного в женском молоке, например, от 75:25 до 30:70, или обычно приблизительно 40:60, которое является отношением, найденном в женском молоке в месяцы 0-6 после родов. Кроме того, содержание минералов в животном молоке обычно выше, чем содержание, найденное в женском молоке. Таким образом, гуманизация животного молока также включает снижение содержания минералов.

Получение продуктов, подходящих для применения в детском питании, обычно включает смешивание, мокрое или сухое, различных очищенных по отдельности компонентов в соответствующих соотношениях. Существующие процессы производства требуют несколько молочных ингредиентов от поставщиков посредников, включая сепарированное молоко или его концентрат, включая сухое сепарированное молоко, деминерализованную сыворотку или ее концентрат, включая сухую деминерализованную сыворотку, концентраты или изоляты сывороточных белков, обычно в виде порошков, и чистую лактозу, обычно в форме порошка, для включения в состав сбалансированной по питательным веществам детской смеси.

Процессы мембранной фильтрации при производстве продуктов для детского питания из молока известны из WO 2013/137714, WO 2015/041529, US 5503865, EP 1133238, WO 2013/068653, WO 2014/163493 и WO 2014/163494. Ни в одном из них не раскрывается продуктивный и экономически эффективный способ снижения потоков отходов, в частности, избыточного казеина, который обычно остается, когда из молока производят продукты для детского питания. В WO 2015/041529 этот избыточный казеин используют для получения продукта питания, подходящего для младенцев в возрасте 6-36 месяцев.

В технике остается потребность в способе, который позволит продуктивно и экономически эффективно получать продукты для детского питания из молока, который также снизит некоторые потоки отходов.

Сущность изобретения

Изобретение относится к способу одновременного получения продукта для детского питания и молочного продукта из обезжиренного животного молока. Изобретение также относится к продукту для детского питания, полученному способом согласно изобретению, и молочному продукту, полученному способом согласно изобретению. Способ по настоящему изобретению включает

(а) переработку молока в поток казеина, поток сывороточного белка и поток лактозы путем комбинирования микрофильтрации и ультрафильтрации, причем поток казеина образуется при микрофильтрации как ретентат, поток сывороточного белка образуется при ультрафильтрации как ретентат, и поток лактозы образуется при ультрафильтрации как пермеат;

(b) объединение по меньшей мере части потока сывороточного белка, образовавшегося на стадии (а), и источника лактозы для получения рекомбинированного потока;

(с) использование рекомбинированного потока, образовавшегося на стадии (b), в производстве продукта для детского питания, и

(d) использование части потока казеина, образовавшегося на стадии (а), и обезжиренного животного молока в производстве молочного продукта.

Способ по изобретению изящно позволяет использовать все компоненты поступающего обезжиренного животного молока и свести к минимуму количество потоков отходов, которые получены. Согласно предпочтительному воплощению, способ позволяет получать как продукт для детского питания, так и молочный продукт из поступающего обезжиренного животного молока как единственного источника белка. Другим преимуществом способа по изобретению является то, что оба продукта производятся продуктивно и экономически эффективно с минимальными требованиями по обогащению.

Предпочтительные воплощения

1. Способ получения продукта для детского питания и молочного продукта из обезжиренного животного молока, включающий

(а) переработку молока в поток казеина, поток сывороточного белка и поток лактозы путем комбинирования микрофильтрации и ультрафильтрации, причем поток казеина образуется при микрофильтрации как ретентат, поток сывороточного белка образуется при ультрафильтрации как ретентат, и поток лактозы образуется при ультрафильтрации как пермеат;

(b) объединение по меньшей мере части потока сывороточного белка, образовавшегося на стадии (а), и источника лактозы для получения рекомбинированного потока;

(с) использование рекомбинированного потока, образовавшегося на стадии (b), в производстве продукта для детского питания; и

(d) использование по меньшей мере части потока казеина, образовавшегося на стадии (а), и обезжиренного животного молока в производстве молочного продукта.

2. Способ согласно воплощению 1, причем источник лактозы включает кислую сыворотку.

3. Способ согласно воплощению 2, причем кислую сыворотку, которую используют при объединении на стадии (b), получают как побочный продукт во время производства на стадии (d).

4. Способ согласно воплощению 3, причем кислую сыворотку получают в виде потока жидкости со стадии сепарации во время производства на стадии (d).

5. Способ согласно любому из воплощений 2-4, причем кислую сыворотку перед использованием в качестве источника лактозы на стадии (b) подвергают деминерализации, причем предпочтительно деминерализация включает по меньшей мере одну из стадий осаждения солей, электродиализа, кристаллизации лактозы и ионного обмена, необязательно в комбинации с нанофильтрацией.

6. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем по меньшей мере часть потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), используют в качестве источника лактозы на стадии (b) и/или используют в производстве на стадии (d).

7. Способ согласно воплощениям 2 и 6, причем кислую сыворотку и по меньшей мере часть потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), объединяют и затем подвергают деминерализации согласно воплощению 5 перед использованием в качестве источника лактозы на стадии (b).

8. Способ согласно воплощению 6 или 7, причем часть потока лактозы, предпочтительно 50-95 мас.% потока лактозы, относительно общей массы лактозы, используют в качестве источника лактозы на стадии (b), и часть потока лактозы, предпочтительно оставшуюся часть, используют в производстве на стадии (d).

9. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем по существу весь поток казеина, образовавшийся на стадии (а), используют в производстве на стадии (d).

10. Способ согласно любому из воплощений 1-8, причем часть потока казеина, образовавшегося на стадии (а), используют в производстве на стадии (d), и часть потока казеина, предпочтительно оставшуюся часть, подвергают объединению на стадии (b) и включают в рекомбинированный поток.

11. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем стадия (d) включает объединение потока казеина, образовавшегося на стадии (а), с обезжиренным животным молоком, причем предпочтительно массовое отношение белка из потока казеина к белку из обезжиренного животного молока находится в интервале 0,1-9,0, наиболее предпочтительно в интервале 0,5-2,0.

12. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем обезжиренное животное молоко, используемое на стадиях (а) и/или (d), предпочтительно на стадиях (а) и (d), представляет собой сепарированное молоко, предпочтительно пастеризованное сепарированное молоко.

13. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем способ дополнительно включает

(i) обработку обезжиренного молока для удаления бактерий предпочтительно путем тепловой обработки или фильтрации, наиболее предпочтительно путем пастеризации, с предоставлением дебактеризованного обезжиренного молока, которое подвергают обработке на стадии (а).

14. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем переработка на стадии (а) включает

(ii) обработку молока путем микрофильтраци (MF) и получение MF-ретентата (MFR) и MF-пермеата (MFP) и

(iii) обработку MFP, образовавшийся на стадии (ii), путем ультрафильтрации (UF) и получение UF-ретентата (UFR) и UF-пермеата (UFP).

15. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем коэффициент объемной концентрации, при котором работает стадия ультрафильтрации, находится в интервале 20-200.

16. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем производство на стадии (с) включает по меньшей мере одну из стадий сушки, концентрирования, добавления витаминов, минералов, липидов и/или пищевых волокон, упаковки.

17. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем молочный продукт выбирают из группы, включающей сыры, йогурты и сливки, предпочтительно молочный продукт представляет собой кисломолочный продукт, выбранный из группы, включающей ферментированные молочные продукты и кислые сыры, наиболее предпочтительно молочный продукт представляет собой процеженный йогурт.

18. Способ согласно любому из предшествующих воплощений, причем обезжиренное животное молоко является единственным источником белка для продукта для детского питания, предпочтительно как для продукта для детского питания, так и для молочного продукта.

19. Продукт для детского питания, получаемый на стадии (с) способа согласно любому из воплощений 1-18.

20. Молочный продукт, получаемый на стадии (d) способа согласно любому из воплощений 1-18.

Подробное описание

В способе по изобретению обрабатывают обезжиренное животное молоко для получения продукта для детского питания и молочного продукта. В способе стадии (а)-(с) относятся к производству продукта для детского питания, и стадии (а) и (d) относятся к производству молочного продукта. Настоящее изобретение объединяет процесс производства молочного продукта и процесс производства продукта для детского питания для того, чтобы минимизировать потоки отходов и в одно и то же время продуктивно и экономически эффективно получать оба продукта при необходимости минимального обогащения. Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что компоненты, которые обычно отбрасывают как отходы в случае одной формы продукта, образуют превосходные компоненты для использования при получении другого продукта, так что потоки отходов сводятся к минимуму, и минимизируется необходимость обогащения другими компонентами. Иными словами, казеин, который остается, когда из молока производят продукт для детского питания, превосходно подходит для использования в производстве кисломолочных продуктов, и, согласно предпочтительному воплощению, кислая сыворотка, которая остается, когда согласно настоящему изобретению производят молочный продукт из казеина, превосходно подходит для использования в производстве продукта для детского питания.

Преимущество настоящего изобретения состоит не только в открытии, что остаточный казеин с производства продукта для детского питания из молока превосходно подходит для производства кисломолочных продуктов, но также в открытии того, что кислую сыворотку - побочный продукт последнего процесса можно эффективно использовать в производстве продукта для детского питания из молока. В сравнении с отдельными процессами комбинированный процесс получения продукта для детского питания, а также молочного продукта согласно настоящему изобретению уменьшает потребность в добавлении ингредиентов извне, в особенности, в производстве продуктов для детского питания, и в то же время используются по существу все компоненты поступающего обезжиренного молока, для ценных продуктов. По существу, в значительной степени избегается образование отходов, от которых в настоящее время спокойно избавляются.

В первом аспекте изобретение относится к способу производства продукта для детского питания и молочного продукта из обезжиренного животного молока, включающему

(а) переработку молока в поток казеина, поток сывороточного белка и поток лактозы путем комбинирования микрофильтрации и ультрафильтрации, причем поток казеина образуется при микрофильтрации как ретентат, поток сывороточного белка образуется при ультрафильтрации как ретентат, и поток лактозы образуется при ультрафильтрации как пермеат;

(b) объединение по меньшей мере части потока сывороточного белка, образовавшегося на стадии (а), и источника лактозы для получения рекомбинированного потока;

(с) использование рекомбинированного потока, образовавшегося на стадии (b), в производстве продукта для детского питания; и

(d) использование части потока казеина, образовавшегося на стадии (а), и обезжиренного животного молока в производстве молочного продукта.

Этот способ, включая его предпочтительные воплощения, которые дополнительно определяются ниже, также называется способом по изобретению.

В другом аспекте изобретение относится к продукту для детского питания, получаемому на стадии (с) способа по изобретению. В одном воплощении этот аспект изобретения относится к продукту для детского питания, полученному на стадии (с) способа по изобретению.

В другом аспекте изобретение относится к молочному продукту, получаемому на стадии (d) способа по изобретению. В одном воплощении этот аспект изобретения относится к молочному продукту, полученному на стадии (d) способа по изобретению.

Здесь предпочтительно, когда источник лактозы включает или образуется из кислой сыворотки, предпочтительнее кислой сыворотки, полученной как побочный продукт во время производства на стадии (d). По существу, кислая сыворотка возвращается из процесса получения молочного продукта в процесс получения продукта для детского питания, что делает особенно эффективным использование потоков, которые обычно являются потоками отходов. В предпочтительном воплощении источником лактозы является кислая сыворотка, которая по существу лишена минералов и белков. Кислую сыворотку предпочтительно подвергают обработке на стадиях деминерализации и/или удаления белка, и получают указанную кислую сыворотку, по существу лишенную минералов и белков.

Здесь предпочтительно, когда по меньшей мере часть, предпочтительно весь поток лактозы, образовавшийся на стадии (а), используется как источник лактозы (или его часть) на стадии (b) и/или используется в производстве на стадии (d). В одном воплощении источник лактозы включает по меньшей мере часть потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), и кислую сыворотку, предпочтительно кислую сыворотку, полученную как побочный продукт во время производства на стадии (d).

Здесь предпочтительно, когда весь поток казеина, образовавшийся на стадии (а), используется на стадиях (b) и (d). В одном воплощении по существу весь поток казеина, образовавшийся на стадии (а), используется в производстве на стадии (d). В одном воплощении часть потока казеина, образовавшегося на стадии (а), используется в производстве на стадии (d), и часть потока казеина, предпочтительно оставшаяся часть, используется для объединения на стадии (b) и включается в рекомбинированный поток.

Здесь предпочтительно, когда весь поток сывороточного белка, образовавшийся на стадии (а), используется на стадии (b).

В контексте настоящего изобретения всякий раз, когда некий поток или композиция упоминается как «образовавшийся(аяся) на» некоторой стадии способа, например, рекомбинированный поток, образовавшийся на стадии (b), указанные поток или композиция могут представлять собой композицию, которая получена непосредственно на указанной стадии способа. Кроме того, если такие непосредственно полученные поток или композиция подвергаются переработке на одной или нескольких дополнительных стадиях, например, частичному упариванию и/или добавлению воды или других компонентов, поток или композиция также рассматриваются как образовавшиеся на той конкретной стадии способа. Таким образом, если рекомбинированный поток со стадии (b) может быть частично упарен до того, как он поступает на производство продукта для детского питания на стадии (с), поступающий на стадию (с) поток все еще рассматривается как рекомбинированный поток, образовавшийся на стадии (b).

В одном воплощении поток казеина, полученный на стадии (а), используют непосредственно на стадии (d) без значительного изменения. В одном воплощении поток сывороточного белка, полученный на стадии (а), используют непосредственно на стадии (b) без значительного изменения.

В контексте настоящего изобретения термин «поток» относится к жидкой композиции, хотя не исключается присутствие некоторого количества твердого материала, например, в виде суспензии, до тех пор, пока композиция может быть переработана на обычных молокозаводах.

Способом по изобретению производят два различных продукта: продукт для детского питания и молочный продукт, которые оба получают из обезжиренного молока. В контексте настоящего изобретения термин «продукт для детского питания» относится к подходящим для питания детей питательным композициям на молочной основе, которые обычно находятся в форме восстанавливаемого порошка или готовой к употреблению жидкой композиции, или относится к основам детских смесей, которые подходят для изготовления детских смесей и которые включают все или почти все необходимые ингредиенты в требуемых для питания детей количествах. Предпочтительно настоящий способ является способом для получения детских смесей, молочных смесей при продолжении роста или основ для них. В контексте настоящего изобретения продукт для детского питания отличается от молочного продукта. В одном воплощении способ по изобретению является способом производства продукта для детского питания и также молочного продукта.

Молочный продукт предпочтительно выбирают из группы, включающей сыры, йогурты и сливки. Иными словами, молочный продукт является продуктом, который может или не может быть источником для обеспечения сыворотки - побочного продукта во время его получения. В самом широком смысле настоящего раскрытия молочный продукт, таким образом, включает свежие сыры, такие как кисломолочный сыр, ферментированные молочные продукты, такие как йогурт (перемешанные или термостатные йогурты), процеженные ферментированные молочные продукты, такие как процеженный йогурт (также называемый концентрированным йогуртом или греческим йогуртом).

В одном воплощении молочный продукт не является молочной смесью (GUM) для детей в возрасте 6-36 месяцев. В одном воплощении молочный продукт не является продуктом питания, созданным конкретно для детей в возрасте от 0 до 36 месяцев.

Предпочтительно молочный продукт является кисломолочным продуктом. В контексте настоящего изобретения термин «кисломолочный продукт» относится к ферментированным молочным продуктам (например, йогуртам) и кислым сырам, во время производства которых образуется кислая сыворотка как побочный продукт, например, домашним сырам, процеженным йогуртам или греческим йогуртам. Кисломолочные продукты, во время производства которых образуется кислая сыворотка как побочный продукт, особенно предпочтительны, так как кислую сыворотку выгодно использовать в качестве источника лактозы на стадии (b) способа по изобретению.

В предпочтительном воплощении кисломолочный продукт представляет собой процеженный ферментированный молочный продукт. Способы получения процеженных ферментированных молочных продуктов известны в технике, например, из WO 2014/114970 или WO 2014/169171. В настоящем описании термин «кислый сыр» относится к кислому типу сыров или «сырам кислотной коагуляции», таким как домашний сыр или сыры подобных типов. Как известно в технике, кислые сыры являются такими сырами, которые дают кислую сыворотку как побочный продукт во время их производства. Иными словами, при производстве кислых сыров для образования коагулятов используют кислоты. Такие способы производства кислых сыров хорошо известны в технике. В одном воплощении кислый сыр выбирают из домашнего сыра и кисломолочного сыра. Предпочтительно кисломолочный продукт в связи с настоящим описанием является ферментированным молочным продуктом или кислым сыром, способ производства которого включает стадию, на которой сыворотку отделяют от сгустка. Такое отделение может включать центрифугирование, фильтрацию и/или процеживание.

В способе по настоящему изобретению используют молоко в качестве исходного материала на стадиях (а) и (d). Обезжиренное животное молоко подвергают обработке на стадии (а) и используют в комбинации с по меньшей мере частью потока казеина в производстве на стадии (d). В контексте изобретения термин «обезжиренное молоко» относится к молоку с пониженным содержанием жира по сравнению с цельным молоком. Типично содержание жира в обезжиренном молоке находится в интервале 0-2 мас.%, предпочтительно 0-1 мас.%, предпочтительнее 0-0,2 мас.%, наиболее предпочтительно 0-0,05 мас.% относительно всей массы обезжиренного молока. В одном воплощении обезжиренное молоко представляет собой сепарированное молоко. В способе по настоящему изобретению используют животное молоко, которое не относится к женскому молоку, предпочтительно коровье молоко. Наиболее предпочтительно использовать коровье сепарированное молоко. В одном воплощении способ включает стадию обезжиривания молока для получения обезжиренного животного молока, которое затем подвергают обработке на стадии (а). В данном случае необезжиренное животное молоко или именно животное молоко или цельное животное молоко подвергают обработке на стадии обезжиривания. Стадия обезжиривания дает обезжиренное животное молоко.

Поступающее молоко, до - после обезжиривания, типично после стадии обезжиривания может быть подвергнуто дебактеризации (удаление бактерий), например, путем обработки УФ, тепловой обработки (например, нагрева микроволновым излучением, пастеризации, такой как HTST, ESL или UHT, или стерилизации, например, стерилизации сухим горячим воздухом или стерилизации паром), или бактериальной фильтрации (например, микрофильтрации). В контексте настоящего изобретения дебактеризация относится к стадии (i). Такие способы снижения бактериальной нагрузки молока известны в технике. В одном предпочтительном воплощении поступающее молоко подвергают пастеризации.

Таким образом, в одном воплощении обезжиренное животное молоко, используемое на стадиях (а) и/или (d), предпочтительно на стадиях (а) и (d), представляет собой сепарированное молоко, предпочтительно пастеризованное сепарированное молоко.

Стадия (а)

На стадии (а) обезжиренное животное молоко перерабатывают или фракционируют на поток казеина, поток сывороточного белка и поток лактозы. Здесь поток казеина представляет собой жидкую композицию, включающую казеин, которая обогащена казеином по сравнению с содержанием казеина в поступающем обезжиренном животном молоке, поток сывороточного белка представляет собой жидкую композицию, включающую сывороточный белок, которая обогащена сывороточным белком по сравнению с содержанием сывороточного белка в поступающем обезжиренном животном молоке, и поток лактозы представляет собой жидкую композицию, включающую лактозу, которая обогащена лактозой по сравнению с содержанием лактозы в поступающем обезжиренном животном молоке. В контексте настоящего изобретения «обогащенный» означает, что содержание обогащенного компонента в пересчете на сухую массу повышено в одном потоке по сравнению с другим. Таким образом, поток казеина обогащен казеином, т.е., имеет более высокое содержание казеина, в пересчете на сухую массу, по сравнению с поступающим обезжиренным животным молоком.

Белковая фракция потока казеина, образовавшегося на стадии (а), обычно включает немного сывороточного белка, предпочтительно менее 15 мас.%, предпочтительнее менее 10 мас.% от массы белковой фракции потока казеина, и много казеина. Предпочтительно белковая фракции включает по меньшей мере 85 мас.% казеина, предпочтительнее белковая фракции включает по меньшей мере 90 мас.% казеина. Содержание всех твердых веществ в потоке казеина обычно колеблется от 5 до 30 мас.%, предпочтительно колеблется от 7 до 30 мас.%, наиболее предпочтительно от 17 до 24 мас.% от общей массы потока казеина. Поток казеина представляет собой предпочтительно ретентат микрофильтрации (MFR). Поток казеина также можно назвать концентратом казеина, изолятом казеина, концентратом мицеллярного казеина или изолятом мицеллярного казеина (MCI).

Поток сывороточного белка типично представляет собой жидкую композицию, имеющую общее содержание твердых веществ 5-35 мас.%, предпочтительно 10-30 мас.%, наиболее предпочтительно 20-30 мас.%, и обычно включает 25-90 мас.%, предпочтительно 60-85 мас.% сывороточных белков относительно общей сухой массы. Поток сывороточного белка представляет собой предпочтительно ретентат ультрафильтрации (UFR). Поток сывороточного белка также можно назвать водной композицией, включающей сывороточные белки.

Хотя поток сывороточного белка обогащен сывороточным белком по сравнению с поступающим обезжиренным молоком, он еще может содержать значительные количества казеина в зависимости от строгих условий, при которых выполняют фракционирование казеина и сывороточного белка, типично путем ультрафильтрации. В одном воплощении поток сывороточного белка включает самое большее 40 мас.%, предпочтительно 5-20 мас.% казеина относительно общей массы белка. Такие изменения в условиях фракционирования и сопровождающие изменения в потоке сывороточного белка известны в технике. В зависимости от количества казеина, присутствующего в потоке сывороточного белка, количество казеина, используемого на стадии объединения (b), можно адаптировать так, что продукт для детского питания имеет отношение сывороточный белок:казеин, которое лежит в предпочтительном отношении 90:10-40:60.

Поток лактозы типично представляет собой жидкую композицию с общим содержанием твердых веществ 3-30 мас.%, предпочтительно 5-22 мас.%. Содержание лактозы в потоке лактозы, образовавшемся на стадии (а), типично составляет по меньшей мере 75 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% или даже по меньшей мере 95 мас.% от всей сухой массы.

Фракционирование на стадии (а) выполняется методами мембранной фильтрации и включает комбинацию микрофильтрации и ультрафильтрации. Поток казеина образуется при микрофильтрации как ретентат, поток сывороточного белка образуется при ультрафильтрации как ретентат, и поток лактозы образуется при ультрафильтрации как пермеат. Подходящие способы мембранной фильтрации известны в технике, например, раскрытые в WO 2013/068653, WO 2013/137714 и WO 2015/041529.

В одном воплощении стадия (а) включает

(ii) микрофильтрацию (MF) молока и получение MF ретентата (MFR) и MF пермеата (MFP), и

(iii) ультрафильтрацию (UF) образовавшегося на стадии (ii) MFP и получение UF ретентата (UFR) и UF пермеата (UFP).

На стадии микрофильтрации (ii) обезжиренное животное молоко фракционируют на два различных потока, каждый из которых обогащен белком определенного типа; производятся обогащенный казеином MF ретентат (MFR) и обогащенный сывороточным белком MF пермеат (MFP). MF на стадии (ii) выполняют через мембрану, которая делает возможным фракционирование казеина и сывороточного белка. Такая мембрана обычно имеет пористость 0,05-0,35 микрон. Предпочтительно используют керамическую мембрану или спиральную (органическую) мембрану.

Согласно предпочтительному воплощению микрофильтрацию на стадии (ii) усиливают диафильтрацией (DF). Диафильтрацию можно выполнить, разбавляя ретентат MF по меньшей мере один раз неким количеством воды или разбавляя поступающее животное сепарированное молоко неким количеством воды и подвергая разбавленное животное молоко MF. Воду для DF можно добавлять в поступающее животное сепарированное молоко или MFR однажды, или общее количество воды для DF можно добавлять в несколько приемов. После каждого добавления воды для DF в поступающее животное сепарированное молоко или MFR разбавленную жидкую композицию подвергают MF.

Во время ультрафильтрации на стадии (iii) большая часть жидкости и немного растворенных веществ в итоге находятся в UF пермеате (UFР), в то время как UF ретентат (UFR) включает по существу весь сывороточный белок в меньшем объеме. Небольшие молекулы, которые проникают через UF мембрану, представляют собой, например, лактозу, одновалентные и поливалентные ионы. Ультрафильтрацию на стадии (iii) можно выполнять с любой UF мембраной, известной в технике, включая керамические мембраны, трубчатые мембраны и органические спиральные мембраны. Предпочтительно UF мембрана представляет собой органическую спиральную мембрану. UF мембрана отсекает молекулярную массу, которая дает возможность белкам, предпочтительно сывороточным белкам, оставаться в ретентате, и позволяет низкомолекулярным растворенным веществам, например, лактозе, проникать через мембрану. UF на стадии (iii) предпочтительно осуществляют с мембраной, отсекающей молекулярную массу самое большее 25 кДа, предпочтительнее самое большее 10 кДа, и предпочтительно по меньшей мере 2,5 кДа, предпочтительнее по меньшей мере 5 кДа. UF на стадии (iii) предпочтительно осуществляют с коэффициентом объемной концентрации (VCF) в интервале 20-200, предпочтительно 50-150, который найден для обеспечения наиболее оптимальных результатов с точки зрения композиции UF ретентата.

В контексте изобретения термин «коэффициент объемной концентрации» или «VCF» является коэффициентом, с которым жидкая композиция является концентрированной после фильтрации, т.е., общий объем поступающего потока до фильтрации, деленный на общий объем ретентата после фильтрации, независимо от общего содержания твердых веществ. Таким образом, когда 5 л жидкой композиции фракционируют через мембрану для ультрафильтрации на 4 л пермеата и 1 л ретентата, такой процесс UF работает с VCF 5/1=5.

Стадия (а) может дополнительно включать одну или несколько стадий концентрирования, такие как концентрирование MFR, образовавшегося на стадии (ii), и/или UFR, образовавшегося на стадии (iii). Концентрирование предпочтительно выполняют обратным осмосом (RO), нанофильтрацией (NF) и/или упариванием. Наиболее предпочтительна NF, так как NF концентрирует поток и в то же время снижает содержание одновалентных ионов, которые способны проникать через NF мембрану. Такое снижение содержания одновалентных ионов обычно желательно при производстве продуктов для детского питания.

Деминерализация

Способ по изобретению предпочтительно включает стадию деминерализации, на которой источник лактозы или один или несколько его компонентов деминерализуют перед тем, как подвергнуть обработке на стадии (b). Поэтому обычно выполняют деминерализацию по меньшей мере части потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), и/или кислой сыворотки, образовавшейся на стадии (d), предпочтительно по меньшей мере кислую сыворотку, образовавшуюся на стадии (d), подвергают деминерализации перед обработкой на стадии (b). Деминерализация особенно предпочтительна в случае производства продуктов для детского питания, для которых обычно требуется меньшее содержание минеральных веществ по сравнению с поступающим молоком.

Таким образом, в одном воплощении кислую сыворотку, предпочтительно кислую сыворотку, образовавшуюся на стадии (d), подвергают деминерализации перед использованием в качестве (части) источника лактозы на стадии (b). Подобным образом, в одном воплощении по меньшей мере часть потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), предпочтительно UFR, образовавшегося на стадии (iii), подвергают деминерализации перед использованием в качестве (части) источника лактозы на стадии (b).

В случае, когда поток лактозы, образовавшийся на стадии (а), не подвергают обработке на стадии (b), но, например, на стадии (d), деминерализация потока лактозы обычно не требуется, так как желательное содержание минералов в молочных продуктах обычно более или менее соответствует содержанию минералов в поступающем молоке. В случае, когда часть потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), подвергают обработке на стадии (b), и часть подвергают обработке на стадии (d), предпочтительно сначала подвергают деминерализации только часть, которую подвергают обработке на стадии (b).

В предпочтительном воплощении кислую сыворотку, которая образуется на стадии (d), подвергают обработке на стадии (b) как источник лактозы (или его часть) и затем производству продукта для детского питания на стадии (с). Таким образом, предпочтительно, когда кислую сыворотку деминерализуют перед стадией (b). Поэтому в предпочтительном воплощении кислую сыворотку, образовавшуюся на стадии (d), объединяют с частью потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), если имеется, и объединенный источник лактозы подвергают деминерализации перед обработкой его на стадии (b).

Деминерализацию источника лактозы можно выполнять любым методом, известным в технике, таким как электродиализ, ионный обмен, осаждение солей, кристаллизация лактозы, методами мембранной фильтрации, такими как нанофильтрация, необязательно усиленная диафильтрацией, или их комбинацией. В предпочтительном воплощении деминерализация включает по меньшей мере один из таких методов, как осаждение солей, электродиализ, кристаллизация лактозы и ионный обмен, необязательно в комбинации с нанофильтрацией, предпочтительнее деминерализация включает нанофильтрацию в комбинации с по меньшей мере одним из таких методов, как осаждение солей, электродиализ, кристаллизация лактозы и ионный обмен. В предпочтительном воплощении деминерализация включает по меньшей мере электродиализ и/или осаждение солей. В одном предпочтительном воплощении деминерализация включает по меньшей мере нанофильтрацию в комбинации с электродиализом и/или осаждением солей. Авторы изобретения обнаружили, что когда для деминерализации используют только нанофильтрацию, в особенности, для деминерализации пермеата ультрафильтрации как источника лактозы при получении продуктов для детского питания, содержание двухвалентных ионов, таких как ион кальция и фосфат-ион, обычно снижается недостаточно для получения конечного продукта для детского питания согласно нормативным требованиям.

Деминерализацию предпочтительно выполняют так, чтобы удалялись по меньшей мере 20 мас.% или предпочтительно 50 мас.%, предпочтительнее по меньшей мере 70 мас.% или по меньшей мере 80 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% поливалентных ионов, и/или так, чтобы удалялись по меньшей мере 20 мас.% одновалентных ионов, предпочтительнее удалялись по меньшей мере 35 мас.% или по меньшей мере 50 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 60 мас.% одновалентных ионов, присутствующих в потоке лактозы, например, UFR, образовавшемся на стадии (iii).

Стадия (b)

На стадии (b) по меньшей мере часть потока сывороточного белка, образовавшегося на стадии (а), объединяют с источником лактозы, и получают рекомбинированный поток. Этот рекомбинированный поток используют для производства продукта для детского питания на стадии (с). Объединение на стадии (b) дает композицию с белковой фракцией, включающей как казеин, так и сывороточный белок в определенном массовом обеении. Объединение на стадии (b) может включать дополнительные компоненты, такие как часть потока казеина, образовавшегося на стадии (а). Так как поток сывороточного белка может содержать значительные количества казеина, объединение с частью потока казеина, образовавшегося на стадии (а), требуется не всегда. В таком случае весь поток казеина предпочтительно используют на стадии (d) для того, чтобы минимизировать потоки отходов.

Объединение предпочтительно осуществляют так, что массовое отношение сывороточного белка к казеину в рекомбинированном потоке находится в интервале 90:10-40:60, предпочтительнее в интервале 80:20-50:50, даже предпочтительнее в интервале 75:25-50:50, наиболее предпочтительно в интервале 70:30-55:45. В одном воплощении массовое отношение сывороточного белка к казеину в рекомбинированном потоке составляет примерно 60:40. Точное отношение обычно определяется типом продукта для детского питания, который производят, и может быть отрегулировано так, как известно в технике. Кроме того, большое внимание в технике уделяют аминокислотному профилю продуктов для детского питания. Способ по изобретению обеспечивает оптимальную гибкость в достижении специфического желательного аминокислотного профиля, например, путем регулирования отношения, в котором объединяют потоки сывороточного белка и казеина, или изменения специфических условий процесса микрофильтрации на стадии (а). По существу, с помощью способа по изобретению можно получить оптимальные аминокислотные профили, имеющие сходство с профилями, найденными в женском молоке.

Так как в продуктах для детского питания обычно должно быть меньше казеина и больше сывороточного белка, которые присутствуют в обезжиренном животном молоке, которое подвергают обработке на стадии (а), для рекомбинации с потоком сывороточного белка требуется не весь поток казеина. В настоящем изобретении этот остающийся казеин, который в настоящее время в большинстве случаев отбрасывают, передается для полезного применения в производстве на стадии (d).

Обычно весь поток казеина, образовавшийся на стадии (а), используют или на стадии (b) или на стадии (d), так что казеин также не остается или не остается неизрасходованным. Иными словами, поток казеина, образовавшийся на стадии (а), предпочтительно делят между стадиями (а) и (d). Таким образом, предпочтительно, чтобы часть потока казеина, образовавшегося на стадии (а), использовалась в производстве на стадии (d), и часть потока казеина, предпочтительно оставшаяся часть, подвергалась объединению на стадии (b) и включалась в рекомбинированный поток. В другом воплощении по существу весь поток казеина, образовавшийся на стадии (а), используют в производстве на стадии (d).

В одном воплощении 10-50 мас.%, предпочтительно 12-25 мас.% от всей массы казеина в потоке казеина, образовавшемся на стадии (а), подвергают обработке на стадии (b). Наиболее предпочтительно примерно 16 мас.% от всей массы казеина в потоке казеина, образовавшемся на стадии (а), подвергают обработке на стадии (b). Наиболее предпочтительно остальное подвергают обработке на стадии (d). Количество потока казеина, образовавшегося на стадии (а), которое подвергают обработке на стадии (b), преимущественно регулируется желательным массовым отношением сывороточного белка к казеину в рекомбинированном потоке.

Предпочтительно весь поток сывороточного белка, образовавшийся на стадии (а), подвергают объединению на стадии (b). Подобным образом, в случае, когда кислую сыворотку, образовавшуюся на стадии (d), используют в источнике лактозы, предпочтительно, чтобы вся кислая сыворотка, образовавшаяся на стадии (d), подвергалась обработке на стадии (b). Такое использование сывороточного белка, образовавшегося на стадии (а), и кислой сыворотки, образовавшейся на стадии (d), минимизирует количество отходов, которые отбрасывают в процессе, и дает оптимальное использование всех компонентов поступающего молока.

Присутствие лактозы обычно требуется как для производства продукта для детского питания на стадии (с), так и для производства молочного продукта на стадии (d), особенно в случае, когда молочным продуктом является йогурт. Поэтому в способе по изобретению предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть потока лактозы, предпочтительно весь поток, образовавшийся на стадии (а), подвергался обработке на стадии (b) и/или на стадии (d). В предпочтительном воплощении поток лактозы, образовавшийся на стадии (а), делят между стадиями (b) и (d). Таким образом, в одном воплощении по меньшей мере часть потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), подвергают обработке на стадии (b). В этом воплощении стадия (b) включает объединение по меньшей мере части потоков сывороточного белка и лактозы, образовавшихся на стадии (а), и по меньшей мере часть кислой сыворотки, образовавшейся на стадии (d), и предпочтительно части потока казеина, образовавшегося на стадии (а), в рекомбинированный поток.

В одном воплощении 0-50 мас.%, предпочтительно 5-25 мас.% общей массы лактозы в потоке лактозы, образовавшемся на стадии (а), подвергают обработке на стадии (b) как источник лактозы (или его часть). Наиболее предпочтительно оставшуюся часть подвергают обработке на стадии (d). Количество потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), которое подвергают обработке на стадии (b) как источник лактозы (или его часть), преимущественно управляется количеством лактозы, требуемым для стадии (d). В случае, когда количество лактозы в потоке лактозы, образовавшемся на стадии (а), которое подвергают обработке на стадии (b), может быть недостаточным для производства продукта для детского питания, можно использовать дополнительную лактозу, которая присутствует в кислой сыворотке, образовавшейся на стадии (d). Отсюда следует, что не вся лактоза из потока лактозы может потребоваться для того, чтобы обеспечить желательное содержание лактозы в рекомбинированном потоке, так что оставшуюся лактозу можно благоприятно использовать на стадии (d) как добавку во время производства кисломолочного продукта, что также снижает количество отходов.

В одном воплощении часть потока казеина объединяют со всем потоком сывороточного белка, частью потока лактозы и всей кислой сывороткой. В одном воплощении часть потока казеина объединяют со всем потоком сывороточного белка, всем потоком лактозы и всей кислой сывороткой. В одном воплощении часть потока казеина объединяют со всем потоком сывороточного белка и всей кислой сывороткой без потока лактозы.

В одном воплощении часть MFR, образовавшегося на стадии (ii), объединяют с по меньшей мере частью UFR, образовавшегося на стадии (iii), и кислой сывороткой, образовавшейся на стадии (d).

На стадии (b) два или больше потоков рекомбинируют в один поток. Такая рекомбинация может происходить один раз (потоки объединяют одновременно) или поэтапно (потоки объединяют последовательно). В одном воплощении кислую сыворотку, образовавшуюся на стадии (d), объединяют с потоком лактозы, образовавшимся на стадии (iii), перед деминерализацией, так что они оба могут быть деминерализованы перед объединением с потоками казеина и сывороточного белка. Объединение можно выполнять как мокрое смешивание или как сухое смешивание или даже как комбинацию того и другого. Предпочтительно объединение происходит как мокрое смешивание, при котором смешивают жидкие композиции в соответствующих количествах.

Стадия (с)

На стадии (с) рекомбинированный поток, образовавшийся на стадии (b), используют для производства продукта для детского питания. Такое производство известно в технике и обычно включает одну или несколько стадий из сушки, концентрирования, добавления витаминов, минералов, липидов и/или пищевых волокон, тепловой обработки, гомогенизации, упаковки. В предпочтительном воплощении стадия (с) не включает тепловую обработку и включает одну или несколько стадий из сушки, концентрирования, добавления витаминов, минералов, липидов и/или пищевых волокон и упаковки. Предпочтительно стадия (с) включает по меньшей мере стадию сушки, наиболее предпочтительно все из вышеуказанных стадий.

Хотя один или несколько отдельных потоков могут быть высушены перед объединением на стадии (b), предпочтительно сушить рекомбинированный поток, образовавшийся на стадии (b), предпочтительно сушкой распылением. По существу, в производстве продукта для детского питания необходима только одна стадия сушки. Кроме того, сушка обычно снижает содержание нативного белка, и выполнение нескольких стадий сушки таким образом ведет к пониженному содержанию нативного белка в конечном продукте для детского питания. В предпочтительном воплощении способ по изобретению включает только одну стадию сушки, когда сушат рекомбинированный поток на стадии (с), предпочтительно сушкой распылением. Из-за присущей ограниченной тепловой нагрузки, производимой на жидкую питательную композицию сушкой распылением, значительные количества белка остаются нативными во время этой стадии, так что содержание нативного белка в конечном продукте для детского питания является настолько высоким, насколько возможно.

В одном воплощении рекомбинированный поток предпочтительно концентрируют перед сушкой. Такое концентрирование можно выполнить любыми способами, известными в технике, такими как обратный осмос (RO), нанофильтрация (NF) и/или упаривание.

Тепловая обработка известна в технике и может представлять собой, например, пастеризацию, такую как HTST, ESL или UHT, или стерилизацию, например, стерилизацию сухим горячим воздухом или стерилизацию паром. В предпочтительном воплощении в качестве поступающего молока используют дебактеризованное, предпочтительно пастеризованное, обезжиренное молоко, так что в производстве на стадии (с) никакой дополнительной тепловой обработки не требуется.

В зависимости от желательного типа продукта для детского питания может быть желательно добавление некоторых компонентов, таких как витамины, минералы, липиды и/или пищевые волокна. Такое добавление можно выполнять до, во время или после объединения на стадии (b), и/или необязательно до или после стадии сушки. Специалист знает требования к определенным типам продуктов для детского питания, например, из Директивы EU 91/321/ЕЕС или Директивы EU 2006/141/ЕС, или от Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США, 21 CPR Ch 1 part 107, и способен отрегулировать композицию рекомбинированного потока для того, чтобы удовлетворить эти требования.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к продукту для детского питания, который можно получить способом по изобретению, т.е., можно получить на стадии (с). Авторы изобретения обнаружили, что усвояемость белковой фракции в продукте для детского питания по изобретению, т.е., который можно получить способом по изобретению, улучшена по сравнению с белковыми фракциями известных продуктов для детского питания. В настоящем описании улучшенной усвояемостью названа усвояемость, более близкая к усвояемости женского молока. Усвояемостью обычно называют скорость переваривания, предпочтительно скорость переваривания белка. К тому же сывороточный белок, получаемый способом по настоящему изобретению, составляет экономически привлекательный источник для включения в детские смеси.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к сывороточному белку как присутствующему в потоке сывороточного белка, получаемому способом по изобретению, т.е., получаемому на стадии (а), который включается в продукт для детского питания, получаемый на стадии (с). Указанный белковый продукт проявляет улучшенную усвояемость также в сухой форме. Указанный сывороточный белок предпочтительно присутствует с казеином в отношении сывороточный белок:казеин в интервале 90:10-40:60, предпочтительнее в интервале 80:20-50:50, даже предпочтительнее в интервале 75:25-50:50, наиболее предпочтительно в интервале 70:30-55:45. Сывороточный белок, получаемый по настоящему изобретению, показывает кинетику переваривания, более близкую к женскому молоку, чем существующая промышленная детская смесь.

Специалист может определить степень усвояемости, например, из Van de Braak et al. (Clin. Nutr., 2013, 32, 765-771). Предпочтительным способом определения усвояемости является способ согласно приведенному далее тесту на усвояемость.

Тест на усвояемость

Условия в желудке и кишечнике успешно имитируются в последовательных биореакторах в системе параллельных биореакторов. В каждом реакторе условия являются динамичными в том смысле, что рН следует заданной кривой и непрерывно добавляются свежие искусственные пищеварительные соки. Биохимические условия в желудке и кишечнике, т.е., активность ферментов, концентрация желчи и рН, регулируются для имитации условий у детей, принявших дозу детской смеси в 200 мл. Переваривание в желудке имитируют путем добавления раствора пепсин/липаза (доза 10 мл+0,5 мл/мин), содержащего 37,5 мг липазы (DF Amano 15) и 15 мг пепсина (Sigma P7012) на 300 мл, причем в то же время постепенно снижают рН до 4,3, добавляя HCl в течение 2 часов. Переваривание в кишечнике имитируют при нейтральном pH (7,2) после добавления гидроксида натрия/карбоната натрия и смеси панкреатин/экстракт желчи (доза 45 мл+1 мл/мин), содержащей 7,5 г панкреатина (4 × USP, Pfizer) и 2,5 г экстракта желчи (порошок свиной желчи, Sigma B8631) на 500 мл, за 2 часа. Берут образцы с определенными интервалами, чтобы следить за перевариванием белка со временем. Образцы подвергают химическому анализу, включающему анализ расхода субстрата методом SDS-page, генерации первичных аминогрупп методом OPA, образования небольших пептидов методом SEC-ВЭЖХ и образования свободных аминокислот методом UPLC. С использованием такого протокола можно легко сравнить скорость переваривания одного компонента, такого как источник белка, или пищевого продукта, содержащего источник белка, со скоростью переваривания другого источника белка или пищевого продукта, содержащего источник белка.

В другом предпочтительном воплощении настоящее изобретение относится к детской смеси, получаемой на стадии (с), содержащей молочные белки, получаемые способом по настоящему изобретению, т.е., получаемые на стадии (а). Указанные молочные белки предпочтительно включают сывороточный белок и казеин, предпочтительно присутствующие в отношении в интервале 90:10-40:60, предпочтительнее в интервале 80:20-50:50, даже предпочтительнее в интервале 75:25-50:50, наиболее предпочтительно в интервале 70:30-55:45. Сывороточный белок и казеин, получаемые по настоящему изобретению, показывают кинетику переваривания, более близкую к женскому молоку, чем существующая промышленная детская смесь.

В одном аспекте изобретение относится к способу или применению для улучшения усвояемости белковой фракции, включенной в продукт для детского питания, включающим получение продукта для детского питания способом по настоящему изобретению. В одном аспекте изобретение относится к способу или применению для кормления младенца, предпочтительно младенца в возрасте 0-6 месяцев, включающим введение указанному младенцу продукта для детского питания по изобретению.

Стадия (d)

На стадии (d) дополнительно перерабатывают часть потока казеина для получения молочного продукта, предпочтительно кисломолочного продукта. В предпочтительном воплощении получают кислую сыворотку как побочный продукт. Молочный продукт производят из по меньшей мере части потока казеина, образовавшегося на стадии (а), и обезжиренного животного молока. Предпочтительно обезжиренное животное молоко такое же животное молоко, которое подвергают обработке на стадии (а), и предпочтительно оно проходит те же стадии предварительной обработки, если проходит.

Кислая сыворотка, также называемая кислой молочной сывороткой, является побочным продуктом обычного процесса при получении кисломолочных продуктов и обычно отбрасывается как отходы. Кислая сыворотка включает ценные соединения, такие как лактоза. С учетом быстро возрастающего спроса на кисломолочные продукты, в частности йогурты, возрастающий поток отходов с кислой сывороткой становится серьезной проблемой для молочной промышленности, которую изящно решает настоящее изобретение. Предпочтительно часть или весь поток лактозы, образовавшийся на стадии (а), используют при производстве на стадии (d).

Любые способы, известные в технике для производства молочных продуктов, можно использовать на стадии (d), например, способ производства сыров, йогуртов или сливок. Стадия (d), как известно в технике, типично включает способ производства кисломолочного продукта, такого как кислый сыр или йогурт, предпочтительно перемешанный или процеженный йогурт, из казеина.

Стадия (d) типично включает стадию объединения, на которой поток казеина, образовавшийся на стадии (а), объединяют с обезжиренным животным молоком и возможно с одним или несколькими (дополнительными) источниками сывороточного белка (например, концентратом сывороточного белка (WPC), изолятом сывороточного белка (WPI)), сливками, минералами и лактозой. Здесь обезжиренное животное молоко предпочтительно является тем же обезжиренным животным молоком, которое подвергают обработке на стадии (а). Здесь лактоза может поступать со стадии (а), со стадии деминерализации, предпочтительно стадии деминерализации по настоящему изобретению, или из внешнего источника, наиболее предпочтительно лактоза по меньшей мере частично поступает со стадии (а). Минералы предпочтительно добавляют, наиболее предпочтительно в форме потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), который не подвергался деминерализации. Стадия объединения типично является первой стадией на стадии (d). Наиболее предпочтительно поток казеина, образовавшийся на стадии (а), объединяют с источником сывороточного белка. Предпочтительно такое объединение является первой стадией в производстве на стадии (d). Иными словами, молочный продукт производят из смеси, включающей по меньшей мере часть потока казеина, образовавшегося на стадии (а), и обезжиренное животное молоко и, необязательно, один или несколько дополнительных компонентов, перечисленных выше. Объединение предпочтительно выполняют так, что массовое отношение белка из потока казеина к белку из обезжиренного животного молока находится в интервале 0,1-9,0, наиболее предпочтительно в интервале 0,5-2,0.

Присутствие животного молока гарантирует, что сывороточный белок и лактоза присутствуют во время производства молочного продукта. В производстве на стадии (d) также можно использовать дополнительный источник лактозы, такой как поток лактозы (или его часть), образовавшийся на стадии (а), и предпочтительно на стадии (d) его объединяют с потоком казеина, образовавшимся на стадии (а), и обезжиренным животным молоком.

Стадия (d) предпочтительно включает стадию центрифугирования, на которой твердые вещества, которые в итоге образуют молочный продукт, отделяют от жидкого потока, который получают как кислую сыворотку. В предпочтительном воплощении кислую сыворотку, используемую в потоке лактозы, получают как жидкий поток со стадии центрифугирования во время производства на стадии (d). Объединение казеина, сывороточного белка и лактозы для производства молочных продуктов известно в технике и может выполняться так, как считает специалист.

Типично весь поток казеина, образовавшийся на стадии (а), используют или на стадии (b) или на стадии (d), так что лишний казеин не остается. В одном воплощении, в пересчете на массу казеина, 50-90 мас.%, предпочтительно 75-88 мас.% потока казеина, образовавшегося на стадии (а), подвергают обработке на стадии (d). Наиболее предпочтительно, в пересчете на общую массу казеина, примерно 84 мас.% потока казеина, образовавшегося на стадии (а), подвергают обработке на стадии (d). Наиболее предпочтительно остаток подвергают обработке на стадии (b).

Подобным образом, предпочтительно, когда весь поток лактозы, образовавшийся на стадии (а), используют или на стадии (b) или на стадии (d), так что лишней лактозы не остается. В одном воплощении, в пересчете на общую массу лактозы, 50-100 мас.%, предпочтительно 75-95 мас.% потока лактозы, образовавшегося на стадии (а), подвергают обработке на стадии (d). Наиболее предпочтительно остаток подвергают обработке на стадии (b).

В предпочтительном воплощении обезжиренное животное молоко является единственным источником белка для обоих продуктов, которые получают способом по изобретению. Предпочтительно весь белок в молочном продукте, который получают на стадии (d), происходит из потока казеина и, необязательно, из того же животного сепарированного молока, которое подвергают обработке на стадии (а). По существу, животное сепарированное молоко является единственным источником белка для молочного продукта.

Любая другая добавка или компонент, известные в технике, подходящие для получения молочных продуктов, могут добавляться в поток казеина, животное молоко или их комбинацию. Подходящие добавки включают молочный жир, стабилизаторы, подсластители, отдушки и т.п.. Использование для производства молочных продуктов молока, которое обогащено такими добавками, известно в технике.

В предпочтительном воплощении производство молочного продукта на стадии (d) дает кислую сыворотку как побочный продукт, который обычно отбрасывают как отходы. Кислая сыворотка известна в технике, и так называют поток сыворотки, который получают при производстве кисломолочных продуктов, таких как йогурты и кислые сыры. Кислая сыворотка обычно представляет собой жидкую композицию, характеризующуюся рН самое большее 5,5 или даже 5,1. Кислая сыворотка обычно содержит, в пересчете на общую сухую массу, 50-90 мас.%, предпочтительно 60-75 мас.% лактозы и 0-20 мас.%, предпочтительно 10-15 мас.% сывороточного белка. Кислая сыворотка также обычно включает минералы, в том числе кальций, калий, магний, натрий, хлорид и фосфат. Общее количество золы в кислой сыворотке типично находится в интервале 8-20 мас.%, предпочтительно 10-15 мас.% от общей сухой массы.

Кислую сыворотку, которая образуется на стадии (d), предпочтительно подвергают объединению на стадии (b) для использования в качестве источника лактозы (или его части) в производстве продукта для детского питания. Содержание золы в кислой сыворотке может быть нежелательно высоким, и поэтому его предпочтительно снижают деминерализацией перед объединением на стадии (b) с потоком сывороточного белка и возможно частью потока казеина, образовавшегося на стадии (а). В одном воплощении кислую сыворотку, образовавшуюся на стадии (d), объединяют с потоком лактозы перед деминерализацией объединенных потоков лактозы и кислой сыворотки. В случае, когда может не потребоваться деминерализация потока лактозы, кислая сыворотка может быть подвергнута деминерализации перед объединением с потоком лактозы без него. Такую деминерализацию можно выполнять любым способом, известным в технике.

Чертеж

Чертеж отображает предпочтительное воплощение способа по изобретению. Штриховые стрелки показывают предпочтительные воплощения. MF=микрофильтрация; UF=ультрафильтрация; Деминер.=деминерализация; D=молочный продукт; IF=продукт для детского питания; L=источник лактозы. Различные потоки представлены числами 1-8: 1=обезжиренное, предпочтительно дебактеризованное, животное молоко; 2=ретентат микрофильтрации; 3=пермеат микрофильтрации; 4=ретентат ультрафильтрации; 5=пермеат ультрафильтрации; 6=рекомбинированный поток; 7=кислая сыворотка; 8=деминерализованная лактоза.

Изобретение относится к молочной промышленности. Способ получения продукта для детского питания и молочного продукта из обезжиренного животного молока включает: (а) переработку молока в поток казеина, поток сывороточного белка и поток лактозы путем комбинирования микрофильтрации и ультрафильтрации, причем поток казеина образуется при микрофильтрации как ретентат, поток сывороточного белка образуется при ультрафильтрации как ретентат, и поток лактозы образуется при ультрафильтрации как пермеат; (b) объединение потока сывороточного белка, образовавшегося на стадии (а), и источника лактозы, содержащего кислую сыворотку, для получения рекомбинированного потока; (с) получение продукта для детского питания из рекомбинированного потока, образовавшегося на стадии (b); и (d) получение молочного продукта из потока казеина, образовавшегося на стадии (а), и обезжиренного животного молока. Изобретение позволяет эффективно использовать потоки отходов молочного производства. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения продукта для детского питания и молочного продукта из обезжиренного животного молока, включающий:

(а) переработку молока в поток казеина, поток сывороточного белка и поток лактозы путем комбинирования микрофильтрации и ультрафильтрации, причем поток казеина образуется при микрофильтрации как ретентат, поток сывороточного белка образуется при ультрафильтрации как ретентат, и поток лактозы образуется при ультрафильтрации как пермеат;

(b) объединение потока сывороточного белка, образовавшегося на стадии (а), и источника лактозы, содержащего кислую сыворотку, для получения рекомбинированного потока;

(с) получение продукта для детского питания из рекомбинированного потока, образовавшегося на стадии (b); и

(d) получение молочного продукта из потока казеина, образовавшегося на стадии (а), и обезжиренного животного молока.

2. Способ по п. 1, в котором кислую сыворотку, которую используют при объединении на стадии (b), получают как побочный продукт во время производства на стадии (d).

3. Способ по п. 2, в котором кислую сыворотку получают в виде потока жидкости со стадии сепарации во время производства на стадии (d).

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором кислую сыворотку перед использованием в качестве источника лактозы на стадии (b) подвергают деминерализации, причем предпочтительно деминерализация включает по меньшей мере одну из стадий осаждения солей, электродиализа, кристаллизации лактозы и ионного обмена, необязательно в комбинации с нанофильтрацией.

5. Способ по п. 4, в котором кислую сыворотку и поток лактозы, образовавшийся на стадии (а), объединяют и затем подвергают деминерализации по п. 4 перед использованием в качестве источника лактозы на стадии (b).

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором 0-50 мас.% общей массы лактозы в потоке лактозы, образовавшемся на стадии (а), подвергают обработке на стадии (b) как источник лактозы.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором обезжиренное животное молоко, используемое на стадиях (а) и/или (d), предпочтительно на стадиях (а) и (d), представляет собой сепарированное молоко, предпочтительно пастеризованное сепарированное молоко.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором весь поток сывороточного белка, образовавшийся на стадии (а), подвергают объединению на стадии (b).

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором часть потока казеина, образовавшегося на стадии (а), используют в получении на стадии (d), и часть потока казеина, образовавшегося на стадии (а), подвергают объединению на стадии (b) и включают в рекомбинированный поток.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий:

(i) обработку обезжиренного молока для удаления бактерий предпочтительно путем тепловой обработки или фильтрации, наиболее предпочтительно путем пастеризации, с предоставлением дебактеризованного обезжиренного молока, которое подвергают обработке на стадии (а).

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором переработка на стадии (а) включает:

(ii) обработку молока путем микрофильтрации (MF) и получение MF-ретентата (MFR) и MF-пермеата (MFP) и

(iii) обработку MFP, образовавшегося на стадии (ii), путем ультрафильтрации (UF) и получение UF-ретентата (UFR) и UF-пермеата (UFP).

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором коэффициент объемной концентрации, при котором работает стадия ультрафильтрации, находится в интервале 20-200.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором производство на стадии (с) включает по меньшей мере одну из стадий сушки, концентрирования, добавления витаминов, минералов, липидов и/или пищевых волокон, упаковки.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором обезжиренное животное молоко является единственным источником белка для продукта для детского питания, предпочтительно как для продукта для детского питания, так и для молочного продукта.