Способ производства кисломолочного напитка с концентратом мицеллярного казеина Российский патент 2024 года по МПК A23C9/152 A23C9/12 A23C9/127 

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности, к производству кисломолочного напитка на основе концентрата мицеллярного казеина, характеризующегося высокой биологической ценностью и содержанием в нем незаменимых аминокислот с разветвленной цепью (валин, изолейцин, лейцин), предназначенного для диетического и специализированного питания.

Известен способ получения подкисленного молочного продукта, включающий предоставление молочного сырья (обезжиренного молока), его концентрирование мембранной фильтрацией, в частности, микрофильтрацией с получением ретентата фильтрации (концентрата) на мембранах с размером пор в диапазоне от 0,001 мкм до 1,0 мкм при температуре от 5°С до 55°С, предпочтительно от 5°С до 25°С, более предпочтительно при 10°С, проведение диафильтрации ретентата фильтрации, подкисление ретентата фильтрации, переработку подкисленного ретентата фильтрации в подкисленный молочный продукт путем внесения закваски в полученный концентрат с дальнейшим сквашиванием до рН в диапазоне от 4,0 до 5,0, при этом тепловую обработку проводят до концентрирования молочного сырья, между концентрированием и диафильтрацией или после концентрирования и диафильтрации 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 [Патент на изобретение RU 2719786].

Технологии традиционных белковых ингредиентов (казеины, казеинаты, копреципитаты) не обеспечивают сохранение их нативных свойств. Концентрат мицеллярного казеина получают с применением мембранной фильтрации без разрушения структуры белка, но с изменением соотношения по содержанию между казеином и сывороточными белками от 80 : 20 в обезжиренном молоке до 85 - 95 : 15 - 5 в концентрате мицеллярного казеина. Поэтому полученный продукт содержит казеин в нативной (мицеллярной) форме, а также только часть нативных сывороточных белков, имеет специфический аминокислотный профиль, характеризующийся высоким содержанием незаменимых аминокислот с разветвленной цепью (валин, лейцин, изолейцин) и уникальные функционально-технологические характеристики (способность к эмульгированию, водо- и жиросвязывающая способность). Концентрат мицеллярного казеина характеризуется высокой биологической ценностью и самым высоким коэффициентом эффективности белка среди молочных продуктов. Этот белок гидрофобен по своей природе, т.е. он характеризуется меньшим сродством к растворению в воде и образует суспендированный раствор. Его растворимость уменьшается еще больше, когда он соединяется с желудочными кислотами (пищеварительными соками внутри нашего организма), и из-за его медленного всасывания он образует гель, для полного переваривания которого требуется примерно 7 - 8 ч. Поэтому концентрат мицеллярного казеина является непрерывным источником полноценного белка в течение более длительного периода времени [Молоко как сырье для производства пищевых ингредиентов. Часть 1. Фракционирование обезжиренного молока с целью получения ингредиентов / Е.И. Мельникова, А.Н. Пономарев, Е.Б. Станиславская, В.Н. Самойлова // Молочная промышленность, 2021. - № 4. - С. 34 - 36.].

Также известен способ получения ацидофилина, включающий следующие технологические операции: термическую обработку молока, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски, состоящей из ацидофильной палочки и молочнокислого стрептококка, сквашивание, перемешивание и охлаждение полученного продукта, отличающийся тем, что в качестве молочнокислого стрептококка используют молочнокислый стрептококк вязких штаммов, после внесения закваски вносят адаптированную биомассу бифидобактерий, а полученный продукт охлаждают до 4-8°С в течение 30-60 мин [Патент на изобретение RU 2102898].

Описанные способы получения кисломолочных напитков являются наиболее близкими по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному изобретению, но имеют недостатки:

- применение в качестве сырья для заквашивания и получения подкисленного молочного продукта ретентата фильтрации, характеризующего низким содержанием минеральных веществ и свободных аминокислот, являющихся факторами роста многих молочнокислых микроорганизмов, что ограничивает возможность их применения для сквашивания и эффективную работу в субстрате;

- совместное использование в качестве закваски только ацидофильной палочки и молочнокислого стрептококка вязких штаммов, что обусловливает нежелательную тягучую консистенцию готового продукта.

Технической задачей изобретения является разработка кисломолочного напитка на основе концентрата мицеллярного казеина, характеризующегося высокой биологической ценностью и содержанием в нем незаменимых аминокислот с разветвленной цепью (валин, изолейцин, лейцин), расширение ассортимента продуктов для диетического и специализированного питания, а также интенсификация процесса производства.

Для решения поставленной технической задачи изобретения предложен способ производства кисломолочного напитка с концентратом мицеллярного казеина характеризующийся тем, что предварительно полученное и пастеризованное обезжиренное молоко подвергают микрофильтрации с применением полупроницаемых керамических мембран с диаметром пор 0,1 мкм при температуре 10 - 15°С и давлении 0,20 - 0,3 МПа до массовой доли сухих веществ в концентрате 12 - 16 %; далее проводят последовательно две ступени диафильтрации полученного концентрата двойным объемом обратноосмотической воды по отношению к объему концентрата на каждой ступени диафильтрации при режимах работы мембранной установки, аналогичных процессу микрофильтрации, до получения концентрата объемом, равным объему первоначально отправленного на диафильтрацию концентрата; отличающийся тем, что полученный концентрат, представляющий собой концентрат мицеллярного казеина с массовой долей белка в пересчете на сухие вещества не менее 80 % и соотношением «казеин : сывороточные белки» 85 - 93 : 15 - 7, а также массовой долей жира 0,18 - 0,24 %, смешивают с цельным молоком таким образом, чтобы получить смесь с массовой долей жира 1,05 %, которую затем подогревают до температуры 65±2 °С и подвергают гомогенизации при этой температуре и давлении 12,5±2,5 МПа, а далее пастеризации при температуре 99 °С с выдержкой 10 - 15 с; охлаждают до температуры 30 - 32 °С; вносят производственную закваску, состоящую из ¼ ацидофильной палочки неслизистых рас, ¼ термофильного стрептококка и ½ кефирных грибков, в количестве до 5 % от массы заквашиваемой смеси; перемешивают 10 - 15 мин; сквашивают при температуре 30 - 32 °C в течение 9 - 10 ч до титруемой кислотности сгустка 80 - 85 °Т, по достижении которой его перемешивают и охлаждают до температуры 4±2 °С, а затем подают на розлив; готовый напиток хранят при температуре не выше 4±2 °C.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в получении кисломолочного напитка на основе концентрата мицеллярного казеина с соотношением «казеин : сывороточные белки» (концентрат с массовой долей белка не менее 80 % от массовой доли сухих веществ, в том числе казеина в нативной мицеллярной форме 85 - 93 % от массовой доли истинного белка) для обогащения готового продукта медленно усвояемым белком казеином и повышения его биологической ценности; возможности использовать различные виды микроорганизмов для сквашивания нормализованной смеси и получении кисломолочного напитка с приемлемыми органолептическими показателями, содержащего пробиотическую микрофлору, благодаря чему готовый продукт может быть рекомендован для диетического и специализированного питания; интенсификации процесса производства кисломолочных напитков в результате применения в качестве сырья концентрата мицеллярного казеина с высокой массовой долей белка.

Способ производства кисломолочного напитка с концентратом мицеллярного казеина осуществляют следующим образом.

Первоначально осуществляют приемку цельного молока и оценку его качества, далее проводят его очистку с применением сепарирования или бактофугирования при температуре 40 - 45 °С, затем молоко направляют на сепарирование для отделения молочного жира при температуре 40 - 45 °С, полученное обезжиренное молоко пастеризуют при температуре не выше 72 - 76 °С с выдержкой 10 - 15 с, охлаждают до температуры 10 - 15 °С и направляют его на микрофильтрацию с применением полупроницаемых керамических мембран с диаметром пор 0,1 мкм при температуре 10 - 15°С и давлении 0,2 - 0,3 МПа до массовой доли сухих веществ в концентрате 12 - 16 %, микрофильтрационный концентрат обезжиренного молока собирают в отдельный резервуар и затем подают его на диафильтрацию для удаления лактозы и минеральных веществ с использованием двойного объема обратноосмотической воды по отношению к объему МФ-концентрата, процесс диафильтрации проводят дважды при режимах работы мембранной установки, аналогичных процессу микрофильтрации обезжиренного молока, до получения объема концентрата после каждой диафильтрации равного объему первоначально отправленного на диафильтрацию МФ-концентрата, далее полученный концентрат, представляющий собой концентрат мицеллярного казеина с массовой долей белка в пересчете на сухие вещества не менее 80 % и соотношением «казеин : сывороточные белки» 85 - 93 : 15 - 7, а также массовой долей жира 0,18 - 0,24 %, смешивают с цельным молоком таким образом, чтобы получить смесь с массовой долей жира 1,05 %, которую затем подогревают до температуры 65±2°С и подвергают гомогенизации при этой температуре и давлении 12,5±2,5 МПа, а далее пастеризации при температуре 99 °С с выдержкой 10 - 15 с; охлаждают до температуры 30 - 32 °С; вносят производственную закваску, состоящую из ¼ ацидофильной палочки неслизистых рас, ¼ термофильного стрептококка и ½ кефирных грибков, в количестве до 5 % от массы заквашиваемой смеси; перемешивают 10 - 15 мин; сквашивают при температуре 30 - 32 °C в течение 9 - 10 ч до титруемой кислотности сгустка 80 - 85 °Т, по достижении которой его перемешивают и охлаждают до температуры 4±2 °С, а затем подают на розлив; готовый напиток хранят при температуре не выше 4±2 °C.

Предлагаемый способ поясняется примерами.

Пример 1. Проводят приемку цельного молока и оценку его качества, далее подвергают его очистке с применением бактофугирования при температуре 40 - 45 °С, затем молоко направляют на сепарирование для отделения молочного жира при температуре 40 - 45°С, полученное обезжиренное молоко пастеризуют при температуре 74±2 °С с выдержкой 10 - 15 с, охлаждают до температуры 10 - 12 °С и направляют его на микрофильтрацию с применением полупроницаемых керамических мембран с диаметром пор 0,1 мкм при температуре 10 - 12°С и давлении 0,25 МПа до массовой доли сухих веществ в концентрате 15 %, микрофильтрационный концентрат обезжиренного молока собирают в отдельный резервуар и затем подают его на диафильтрацию для удаления лактозы и минеральных веществ с использованием двойного объема обратноосмотической воды по отношению к объему МФ-концентрата, процесс диафильтрации проводят дважды при режимах работы мембранной установки, аналогичных процессу микрофильтрации обезжиренного молока, до получения объема концентрата после каждой диафильтрации равного объему первоначально отправленного на диафильтрацию МФ-концентрата, далее полученный МФ-концентрат, представляющий собой концентрат мицеллярного казеина с массовой долей белка в пересчете на сухие вещества не менее 80 % и соотношением «казеин : сывороточные белки» 88 : 12, а также массовой долей жира 0,2 %, смешивают с цельным молоком таким образом, чтобы получить смесь с массовой долей жира 1,05 %, которую затем подогревают до температуры 65 °С и подвергают гомогенизации при этой температуре и давлении 12,5 МПа, а далее пастеризации при температуре 99 °С с выдержкой 10 - 15 с; охлаждают до температуры 32 °С; вносят производственную закваску, состоящую из ¼ ацидофильной палочки неслизистых рас, ¼ термофильного стрептококка и ½ кефирных грибков, в количестве 3 % от массы заквашиваемой смеси; перемешивают 10 мин; сквашивают при температуре 32 °C в течение 9 ч до титруемой кислотности сгустка не более 85 °Т, по достижении которой его перемешивают и охлаждают до температуры 4±2 °С, а затем подают на розлив; готовый напиток хранят при температуре не выше 4±2 °C.

Пример 2. Первоначально принимают цельное молоко, проводят оценку его качества и очистку с применением бактофугирования при температуре 40 - 45 °С, затем молоко направляют на сепарирование для отделения молочного жира при температуре 40 - 45 °С, полученное обезжиренное молоко пастеризуют при температуре не выше 74±2 °С с выдержкой 10 - 15 с, охлаждают до температуры 12±2 °С и направляют его на микрофильтрацию с применением полупроницаемых керамических мембран с диаметром пор 0,1 мкм при температуре 12±2°С и давлении 0,3 МПа до массовой доли сухих веществ в концентрате 16 %, микрофильтрационный концентрат обезжиренного молока собирают в отдельный резервуар и затем подают его на диафильтрацию для удаления лактозы и минеральных веществ с использованием двойного объема обратноосмотической воды по отношению к объему МФ-концентрата, процесс диафильтрации проводят дважды при режимах работы мембранной установки, аналогичных процессу микрофильтрации обезжиренного молока, до получения объема концентрата после каждой диафильтрации равного объему первоначально отправленного на диафильтрацию МФ-концентрата, далее полученный МФ-концентрат, представляющий собой концентрат мицеллярного казеина с массовой долей белка в пересчете на сухие вещества не менее 80 % и соотношением «казеин : сывороточные белки» 93 : 7, а также массовой долей жира 0,24 %, смешивают с цельным молоком таким образом, чтобы получить смесь с массовой долей жира 1,05 %, которую затем подогревают до температуры 67 °С и подвергают гомогенизации при этой температуре и давлении 17,5 МПа, а далее пастеризации при температуре 99 °С с выдержкой 10 - 15 с; охлаждают до температуры 30 °С; вносят производственную закваску, состоящую из ¼ ацидофильной палочки неслизистых рас, ¼ термофильного стрептококка и ½ кефирных грибков, в количестве 5 % от массы заквашиваемой смеси; перемешивают 15 мин; сквашивают при температуре 30 °C в течение 10 ч до титруемой кислотности сгустка не более 85 °Т, по достижении которой его перемешивают и охлаждают до температуры 4±2 °С, а затем подают на розлив; готовый напиток хранят при температуре не выше 4±2 °C.

Пример 3. Проводят приемку цельного молока и оценку его качества, далее подвергают его очистке с применением бактофугирования при температуре 40 - 45 °С, затем молоко направляют на сепарирование для отделения молочного жира при температуре 40 - 45°С, полученное обезжиренное молоко пастеризуют при температуре 74 - 76 °С с выдержкой 10 - 15 с, охлаждают до температуры 12 - 15 °С и направляют его на микрофильтрацию с применением полупроницаемых керамических мембран с диаметром пор 0,1 мкм при температуре 12 - 15°С и давлении 0,2 МПа до массовой доли сухих веществ в концентрате 12 %, микрофильтрационный концентрат обезжиренного молока собирают в отдельный резервуар и затем подают его на диафильтрацию для удаления лактозы и минеральных веществ с использованием двойного объема обратноосмотической воды по отношению к объему МФ-концентрата, процесс диафильтрации проводят дважды при режимах работы мембранной установки, аналогичных процессу микрофильтрации обезжиренного молока, до получения объема концентрата после каждой диафильтрации равного объему первоначально отправленного на диафильтрацию МФ-концентрата, далее полученный МФ-концентрат, представляющий собой концентрат мицеллярного казеина с массовой долей белка в пересчете на сухие вещества не менее 80 % и соотношением «казеин : сывороточные белки» 90 : 10, а также массовой долей жира 0,18 %, смешивают с цельным молоком таким образом, чтобы получить смесь с массовой долей жира 1,05 %, которую затем подогревают до температуры 63 °С и подвергают гомогенизации при этой температуре и давлении 15 МПа, а далее пастеризации при температуре 99 °С с выдержкой 10 - 15 с; охлаждают до температуры 31 °С; вносят производственную закваску, состоящую из ¼ ацидофильной палочки неслизистых рас, ¼ термофильного стрептококка и ½ кефирных грибков, в количестве 2 % от массы заквашиваемой смеси; перемешивают 15 мин; сквашивают при температуре 31 °C в течение 10 ч до титруемой кислотности сгустка 85 °Т, по достижении которой его перемешивают и охлаждают до температуры 4±2 °С, а затем подают на розлив; готовый напиток хранят при температуре не выше 4±2 °C.

Готовый продукт анализируют. Данные анализа представлены в таблице.

Таблица

Показатели качества кисломолочного напитка с концентратом мицеллярного казеина

Наименование показателя Значение показателя Массовая доля сухих веществ, % 12,0 - 16,0 Массовая доля общего белка, % не менее 3,4 Массовая доля жира, % 1,0 Массовая доля лактозы, % не более 1,0 Титруемая кислотность, °Т 80 - 85 Соотношение «казеин : сывороточные белки» в общей массовой доле истинного белка 85 - 93 : 15 - 7 Биологическая ценность, % 97,8 Содержание молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/см³ не менее 5,0⋅10⁹

Как видно из таблицы, предложенный способ производства кисломолочного напитка с концентратом мицеллярного казеина, по сравнению с уже известными изобретениями позволяет:

- получить продукт с высокой биологической ценностью и нестандартным соотношением между казеином и сывороточными белками в истинном белке за счет повышения содержания казеина в нативной мицеллярной форме;

- выработать кисломолочный напиток с приемлемыми органолептическими показателями, содержащий пробиотическую микрофлору в количестве, превышающем требования ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» (не менее 1⋅10⁷ КОЕ /см³, Приложение № 8);

- интенсифицировать процесс производства кисломолочных напитков в результате применения мембранных технологий и получения сырья с заданными физико-химическими характеристиками в виде концентрата мицеллярного казеина, а также использования его в качестве компонента нормализации при выработке кисломолочного напитка;

- получить продукт для диетического и специализированного питания.

Изобретение относится к молочной промышленности. Раскрыт способ производства кисломолочного напитка с концентратом мицеллярного казеина, характеризующийся тем, что пастеризованное и обезжиренное молоко подвергают микрофильтрации с применением полупроницаемых керамических мембран, затем проводят последовательно две ступени диафильтрации полученного концентрата, после полученный концентрат, представляющий собой концентрат мицеллярного казеина, смешивают с цельным молоком, смесь затем подогревают и подвергают гомогенизации, далее проводят пастеризацию и охлаждение, после чего вносят производственную закваску, перемешивают, а далее сквашивают, после сквашивания смесь перемешивают и охлаждают, а в конце подают на розлив. Изобретение позволяет получить кисломолочный напиток на основе концентрата мицеллярного казеина, обогащенный медленно усвояемым белком казеином с повышенной биологической ценностью. 1 табл., 3 пр.

Способ производства кисломолочного напитка с концентратом мицеллярного казеина, характеризующийся тем, что предварительно полученное и пастеризованное обезжиренное молоко подвергают микрофильтрации с применением полупроницаемых керамических мембран с диаметром пор 0,1 мкм при температуре 10–15 °С и давлении 0,20–0,3 МПа до массовой доли сухих веществ в концентрате 12–16 %; далее проводят последовательно две ступени диафильтрации полученного концентрата двойным объемом обратноосмотической воды по отношению к объему концентрата на каждой ступени диафильтрации при режимах работы мембранной установки, аналогичных процессу микрофильтрации, до получения концентрата объемом, равным объему первоначально отправленного на диафильтрацию концентрата, отличающийся тем, что полученный концентрат, представляющий собой концентрат мицеллярного казеина с массовой долей белка в пересчете на сухие вещества не менее 80 % и соотношением «казеин : сывороточные белки» 85–93 : 15–7, а также массовой долей жира 0,18–0,24 %, смешивают с цельным молоком таким образом, чтобы получить смесь с массовой долей жира 1,05 %, которую затем подогревают до температуры 65±2 °С и подвергают гомогенизации при этой температуре и давлении 12,5±2,5 МПа, а далее пастеризации при температуре 99 °С с выдержкой 10–15 с; охлаждают до температуры 30–32 °С; вносят производственную закваску, состоящую из 1/4 ацидофильной палочки неслизистых рас, 1/4 термофильного стрептококка и 1/2 кефирных грибков, в количестве до 5 % от массы заквашиваемой смеси; перемешивают 10–15 мин; сквашивают при температуре 30–32 °C в течение 9–10 ч до титруемой кислотности сгустка 80–85 °Т, по достижении которой его перемешивают и охлаждают до температуры 4±2 °С, а затем подают на розлив; готовый напиток хранят при температуре не выше 4±2 °C.