СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТОСОДЕРЖАЩЕГО НАПИТКА ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ Российский патент 2024 года по МПК C12G3/25 

Изобретение относится к спиртовой промышленности, в частности к способу изготовления спиртосодержащего напитка из молочной сыворотки, и может найти применение как в промышленном изготовлении спиртосодержащих напитков, так и в производстве их в домашних условиях.

Молочная сыворотка является побочным продуктом при производстве сыров, творога, пищевого и технического казеина. Молочная сыворотка отделяется после свертывания молока (точнее сказать молочного белка - казеина) в результате изменения рН до 4,6 ед. под воздействием молочной кислоты, образуемой микроорганизмами, либо внесенной искусственно любой кислотой, или в результате воздействия протеолитическими ферментами (сычужный фермент).

Молочную сыворотку используют при производстве мягкого сыра рикотта из козьего молока, а также коричневых сыров. Молочная сыворотка является добавкой ко многим пищевым продуктам, например, используется при производстве хлеба, крекеров, кондитерских изделий и кормов для животных. Белки молочной сыворотки продаются как пищевые добавки, особенно популярные среди бодибилдеров. В Швейцарии, где производится много сыра, на основе молочной сыворотки изготавливают газированный напиток Rivella. Также получают напитки на основе молочной сыворотки, квасы.

Молочная сыворотка является богатейшим пищевым продуктом. Она содержит усиливающие иммунитет компоненты, как лактоферин, иммуноглобулин, полный набор витаминов группы В, а так же витамин С, никотиновую кислоту, холин, витамин А, витамин Е и биотин, микро и макроэлементы такие, как Са, K, Р, Fe, Zn. В молочной сыворотке содержатся все незаменимые для человека аминокислоты. Установлено, что молочная сыворотка стимулирует освобождение инсулина.

Целью заявленного изобретения является использование молочной сыворотки для создания спиртосодержащего слабоалкогольного напитка.

Из уровня техники известно получение спирта-сырца из молочной сыворотки, например из RU 2057798 С1, 10.04.1996, где молочную сыворотку подвергают сгущению на вакуум-выпарной установке, сбраживают закваской, адаптированной к повышенной концентрации лактозы, спирта и минеральных солей. После окончания процесса брожения осуществляют перегонку бражки на спирт-сырец без удаления биомассы и дрожжей. Полученный спирт-сырец подвергают ректификации или фракционированию.

Недостатком полученного в данном способе продукта является невозможность его использования в качестве слабоалкогольного тонизирующего напитка с невысокой калорийностью и обладающего высокой биологической и пищевой ценностью.

Из RU 2688477 С1, 21.05.2019 известен способ производства напитка на основе молочной сыворотки, включающий купажирование молочной сыворотки с пектином и соком, пастеризацию смеси, ее охлаждение и розлив готового напитка.

Несмотря на то, что полученный напиток является готовым продуктом, он не относится к категории именно слабоалкогольных тонизирующих напитков, а использование несброженной молочной сыворотки и соков, имеет негативные последствия, за счет наличия в нем большого количества сахаров.

Ближайшим аналогом можно считать известное решение CN 110024868 A “Ферментированное сывороточное вино и способ приготовления сывороточного вина” на основе молочной сыворотки от переработки молочного сыра тибетского мастифа, включающий последовательное выполнение действий: молочную сыворотку концентрируют, фильтруют, стерилизуют, осуществляют первое сбраживание включающее: охлаждение, добавление дрожжей K. Lactis, выбраживание, отстаивание, осуществляют второе сбраживание включающее: добавление дрожжей S. Cerevisiae и белого сахарного песка, выбраживание, выбраживание анаэробное до мин 48 г/л (0,48%) макс 63 г/л (0,63%) содержания общего сахара, слив дрожжей, фильтрование, охлаждение, консервирование и стерилизацию, получают сыворотку имеющую содержание спирта 13-18 об.%.

Недостатком данного способа является использование только молочной сыворотки от переработки молочного сыра тибетского мастифа, большое количество операций, два этапа выбраживания, использование двух видов дрожжей, использование сахара.

Заявленное изобретение направлено на решение комплексной задачи – создания способа получения спиртосодержащего напитка из молочной сыворотки, исключающего недостатки ближайшего аналога, и расширение ассортимента слабоалкогольных напитков.

Поставленная задача решается путем создания способа получения спиртосодержащего напитка из молочной сыворотки, включающего следующие этапы:

(1) сепарируют молочную сыворотку;

(2) упаривают молочную сыворотку для повышения содержания в ней молочного сахара;

(3) охлаждают молочную сыворотку до заданной температуры;

(4) добавляют в молочную сыворотку дрожжей пригодных к повышенной концентрации молочных сахаров, спирта и минеральных солей;

(5) выбраживают молочную сыворотку, выдерживая заданную температуру, до получения остаточной доли молочного сахара не более 5%;

(6) охлаждают сброженный продукт;

(7) выдерживают охлажденный сброженный продукт до выпадения осадка;

(8) осуществляют снятие полученного напитка с осадка;

(9) готовый спиртосодержащий напиток разливают по бутылям.

В частных случаях осуществления способа:

- на этапе (2) упаривают молочную сыворотку до повышения содержания в ней молочного сахара 20-26%.

- на этапе (2) упаривание молочной сыворотки осуществляют при температуре, не превышающей 60°С.

- (2.1) перед этапом (3) осуществляют пастеризацию молочной сыворотки, либо при температуре 63-65°С в течение 30 мин, либо при температуре 72°С в течение 15-20 с.

- на этапе (3) охлаждают молочную сыворотку до температуры 20-34°С.

- на этапе (4) в качестве дрожжей пригодных к повышенной концентрации молочных сахаров, спирта и минеральных солей используют штамм дрожжей Kluyveromyces lactis или Kluyveromyces marxianus или Saccharomyces lactis Sk₂₀.

- на этапе (5) выбраживание молочной сыворотки осуществляют при температуре 20-34°С.

- на этапе (5) выбраживают молочную сыворотку до получения остаточной доли молочного сахара не более 3%, еще более предпочтительно не более 1%.

- на этапе (6) охлаждают сброженный продукт до температуры 10-12°С.

- на этапе (7) выдерживают охлажденный сброженный продукт до выпадения осадка не более 3 суток.

- после этапа (8) - снятия напитка с осадка, осуществляют повторение этапа (7) - выдерживание охлажденного сброженного продукта до выпадения осадка (8.1) и этап - снятия полученного напитка с осадка.

- (8.2) перед этапом (9) полученный продукт может быть ароматизирован, путем введения в него компонентов растительного происхождения.

- (9.1) хранят при температуре 10-12°С.

Далее, предложенное изобретение будет более подробно рассмотрено с учетом более подробного раскрытия каждого из указанных этапов.

Неосветленная молочная сыворотка представляет собой грубодисперсную суспензию, состоящую из дисперсионной среды - собственно сыворотки и дисперсной фазы - агломератов денатурированного белка с включением частиц жира, минеральных солей и других компонентов. Поэтому на первом этапе способа сепарируют молочную сыворотку (1) для ее обезжиривания - выделения из нее молочного жира и казеиновой пыли и для ее осветления - отделения скоагулированных белков. Для осуществления данной операции используются сепараторы, например вибрационные сепараторы.

В осветленной молочной сыворотке, в частности в подсырной, содержание молочного сахара (лактозы), как правило, не превышает 6,0%, поэтому на следующем этапе молочную сыворотку упаривают (2), например, на вакуум-выпарной установке, до повышения содержания в ней молочного сахара 24-26%.

Тепловая обработка молочной сыворотки сопровождается, в той или иной степени, денатурацией сывороточных белков. Тепловой порог денатурации находится в области (50-65)°С. При этом несколько изменяются вязкость и оптические свойства, показатели седиментации сыворотки. При этом тепловая обработка сыворотки воздействует на соли, находящиеся в растворенном и коллоидном состояниях. Эти изменения начинаются уже при 60°С. Происходит уменьшение содержания ионизированного кальция и фосфора, дикальцийфосфат переходит в нерастворимый трикальцийфосфат. Таким образом, более целесообразно проводить упаривание молочной сыворотки при температуре, не превышающей 60°С. Температурное воздействие на сыворотку в процессе сгущения приводит к увеличению массовой доли сухих веществ и повышению ее кислотности.

После упаривания, пока сыворотка находится в нагретом состоянии, возможно осуществление этапа пастеризации молочной сыворотки (2.1). Процесс пастеризации может быть осуществлен по одному из режимов: низкотемпературному (медленному) - при температуре 63-65°С в течение 30 мин, или быстрому - при температуре 72°С в течение 15-20 с. Процесс пастеризации обусловлен необходимостью подавления развития нежелательной микрофлоры, источниками которой могут быть специально вводимые закваски при производстве основного продукта. Возможно также обсеменение посторонней микрофлорой при сборе и хранении молочного сырья. Кроме того, при пастеризации подсырной сыворотки инактивируются остатки сычужного фермента, присутствие которого в ряде случаев при дальнейшей переработке молочной сыворотки нежелательно.

На следующей стадии изготовления спиртосодержащего напитка из молочной сыворотки осуществляют охлаждение (3) молочной сыворотки до температуры сбраживания содержащихся в ней сахаров.

Молочная сыворотка является полноценным сырьем для синтеза белковых веществ, так как содержит значительное количество лактозы, минеральных солей и витаминов. Наиболее приемлемым продуцентом биологического синтеза азотистых веществ в молочной сыворотке являются дрожжи, обладающие способностью использовать для питания лактозу. Температура сбраживания молочной сыворотки выбирается в зависимости от используемого для сбраживания сыворотки (4) штамма дрожжей. Например для дрожжей Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus, Saccharomyces lactis Sk₂₀, оптимальная температура сбраживания составляет 30-34°С. Установлено, что данные культуры практически полностью усваивают лактозу молочной сыворотки. Таким образом, в зависимости от типа дрожжей температура брожения, как правило, выбирается в пределах 20-34°С.

На следующей стадии изготовления напитка в молочную сыворотку добавляют дрожжей (4), пригодных к повышенной концентрации молочных сахаров, спирта и минеральных солей. При этом независимо от выбора того или иного вида дрожжей осуществляют расчет вносимого количества дрожжей, поскольку их точная дозировка очень важна для качественного сбраживания. Количество вносимых дрожжей рассчитываются индивидуально для каждого случая, зависит от штамма дрожжей, скорости их разбраживания, содержания сахара в сыворотке, температуры брожения и пр. При этом расчет количества дрожжей не является предметом патентования данной заявки.

На следующей стадии изготовления напитка происходит выбраживание (5) молочной сыворотки, выдерживая заданную температуру, до получения остаточной доли молочного сахара не более 5%, предпочтительно, не более 3%, еще более предпочтительно не более 1%. Процесс брожения целесообразно проводить в цилиндро-конических танках (ЦКТ). Окончание сбраживания устанавливают первично, по интенсивности выделения пены на поверхности сыворотки (скорость, размер пузырей, плотность слоя, высота, цвет и т.д.), а также вторично, путем определения содержания остаточных сахаров (сахаромером) и накоплению этанола (спиртомером). Как правило, срок брожения молочной сыворотки находится в пределах 120 ч. и редко превышает 14 дней.

На следующей стадии изготовления напитка производят охлаждение (6) сброженного продукта, предпочтительно до 10-12°С. Охлаждение вызывает активное оседание на дне дрожжей и продуктов брожения, что в свою очередь делает напиток более чистым и прозрачным. Кроме того, процесс охлаждения сброженного продукта вызывает окончательную остановку всех процессов брожения.

Охлажденный напиток выдерживают (7) при указанной, для конкретного дрожжевого штамма, температуре, как правило, не больше 3 суток. Этого времени достаточно для полного выпадения осадка и осветления продукта. Охлаждение может обеспечиваться различными средствами, например чиллерами, проточными охладителями, ЦКТ с водяной рубашкой.

На следующей стадии изготовления напитка производят его снятие с осадка (8). Для этого готовый продукт переливают в стерильную емкость, оставляя в исходной емкости весь выпавший осадок. При использовании ЦКТ указанный осадок может быть слит без перелива продукта через нижний сливной кран. При необходимости процесс охлаждения сброженного продукта и его снятие с осадка может быть проведено 2-3 раза (8.1).

После данного этапа полученный продукт может быть ароматизирован (8.2), путем введения в него компонентов растительного происхождения - фруктовых сиропов и соков, овощных нектаров и пюре, в состав которых входит значительное количество биологически активных веществ -витаминов, минеральных соединений, пищевых волокон, что позволяет дополнять органический комплекс соединений напитка и формировать оригинальные органолептические показатели продукта.

Готовый спиртосодержащий напиток разливают (9) в тару, например, по бутылям, предварительно прошедшим процесс стерилизации, и хранят (9.1) при температуре 10-12°С.

Краткое описание поясняющих материалов:

Фиг. 1 - блок-схема способа получения спиртосодержащего напитка из молочной сыворотки.

Краткое описание обозначений:

круг - это начало и завершение;

прямоугольник - этап процесса;

ромб - этап с изменяющимися условиями;

треугольник - этап ожидания, или складирования;

штрихпунктир - дополнительный этап;

1 - сепарация;

2 - упаривание;

2.1 - пастеризация;

3 - охлаждение;

4 - добавление дрожжей;

5 - выбраживание;

6 - охлаждение;

7 - выдержка;

8 - снятие с осадка;

8.1 - повторная выдержка;

8.2 - ароматизирование;

9 - разлив;

9.1 - хранение.

Пример способа получения спиртосодержащего напитка из молочной сыворотки 1:

Производят отбор полученной при производстве сыра молочной сыворотки с содержанием в ней молочного сахара 5%. На вибрационном сепараторе осуществляют ее сепарирование. На вакуум-выпарной установке осуществляют ее упаривание при температуре 55°С до повышения содержания в ней молочного сахара 25%. Далее охлаждают молочную сыворотку до температуры 30°С. Добавляют дрожжи Saccharomyces lactis Sk₂₀ и выбраживают молочную сыворотку при 30°С до получения остаточной доли молочного сахара 3%. Далее охлаждают сброженный продукт до 10°С и выдерживают его 24 часа до выпадения осадка. Снимают полученный напиток с осадка. Готовый напиток крепостью 13,61° разливают по стерильным бутылкам и хранят при температуре 10°С.

Пример 2

Производят отбор полученной при производстве сыра молочной сыворотки с содержанием в ней молочного сахара 6%. На вибрационном сепараторе осуществляют ее сепарирование. На вакуум-выпарной установке осуществляют ее упаривание при температуре 59°С до повышения содержания в ней молочного сахара 20%. Осуществляют пастеризацию молочной сыворотки, при температуре 63°С в течение 30 мин. Далее охлаждают молочную сыворотку до температуры 20°С. Добавляют дрожжи Kluyveromyces lactis и выбраживают молочную сыворотку при 20°С до получения остаточной доли молочного сахара 1%. Далее охлаждают сброженный продукт до 11°С и выдерживают его 72 часа до выпадения осадка. Снимают полученный напиток с осадка. Готовый напиток крепостью 14,40° разливают по стерильным бутылкам и хранят при температуре 12°С.

Пример 3

Производят отбор полученной при производстве сыра молочной сыворотки с содержанием в ней молочного сахара 7%. На вибрационном сепараторе осуществляют ее сепарирование. На вакуум-выпарной установке осуществляют ее упаривание при температуре 50°С до повышения содержания в ней молочного сахара 23%. Осуществляют пастеризацию молочной сыворотки, при температуре 72°С в течение 15 с. Далее охлаждают молочную сыворотку до температуры 25°С. Добавляют дрожжи Kluyveromyces marxianus и выбраживают молочную сыворотку при 25°С до получения остаточной доли молочного сахара 2%. Далее охлаждают сброженный продукт до 12°С и выдерживают его 48 часов до выпадения осадка. Снимают полученный напиток с осадка. Охлаждают сброженный продукт до 10°С и выдерживают его 12 часов до повторного выпадения осадка. Снимают полученный напиток с осадка. Полученный продукт ароматизируют вишневым соком в пропорции 1 часть сока к 20 частям напитка. Готовый напиток крепостью 13,00° разливают по стерильным бутылкам и хранят при температуре 11°С.

Пример 4

Производят отбор полученной при производстве сыра молочной сыворотки с содержанием в ней молочного сахара 7%. На вибрационном сепараторе осуществляют ее сепарирование. На вакуум-выпарной установке осуществляют ее упаривание при температуре 60°С до повышения содержания в ней молочного сахара 26%. Осуществляют пастеризацию молочной сыворотки, при температуре 72°С в течение 15 с. Далее охлаждают молочную сыворотку до температуры 34°С. Добавляют дрожжи Kluyveromyces marxianus и выбраживают молочную сыворотку при 25°С до получения остаточной доли молочного сахара 5%. Далее охлаждают сброженный продукт до 12°С и выдерживают его 72 часа до выпадения осадка. Снимают полученный напиток с осадка. Охлаждают сброженный продукт до 10°С и выдерживают его 12 часов до повторного выпадения осадка. Снимают полученный напиток с осадка. Полученный продукт ароматизируют яблочным соком в пропорции 1 часть сока к 30 частям напитка. Готовый напиток крепостью 13,90° разливают по стерильным бутылкам и хранят при температуре 10,5°С.

Таким образом, заявленный способ обеспечивает получение высококачественного продукта с утилизацией отходов производства молочной продукции и расширение ассортимента слабоалкогольных напитков, с невысокой калорийностью и обладающих высокой биологической и пищевой ценностью.

Изобретение относится к производству алкогольных напитков. Способ получения спиртосодержащего напитка из молочной сыворотки включает сепарирование молочной сыворотки, упаривание до повышения содержания в ней молочного сахара, охлаждение, добавление дрожжей, пригодных к повышенной концентрации молочных сахаров, спирта и минеральных солей, выбраживание, охлаждение, выдерживание до выпадения осадка, снятие с осадка, разлив в тару, отличается тем, что производят выбраживание молочной сыворотки до получения остаточной доли молочного сахара не более 5%. Изобретение позволяет расширить ассортимент слабоалкогольных напитков. 1 ил., 4 пр.

Способ получения спиртосодержащего напитка из молочной сыворотки, включающий сепарирование молочной сыворотки, упаривание до повышения содержания в ней молочного сахара, охлаждение, добавление дрожжей, пригодных к повышенной концентрации молочных сахаров, спирта и минеральных солей, выбраживание, охлаждение, выдерживание до выпадения осадка, снятие с осадка, разлив в тару, отличающийся тем, что производят выбраживание молочной сыворотки до получения остаточной доли молочного сахара не более 5%.