Способ получения сухой питательной смеси Советский патент 1990 года по МПК A23C9/00 

Изобретение относится к способам получения сыпучих продуктов в виде микрогранул, содержащих биологически активные вещества, и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, медицинской, комбикормовой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - увеличение биологической и питательной ценности микрогра- нулированного сухого молочного продукта и увеличение срока сохранности в нем биологически активных веществ.

На фиг. 1 изображен график зависимости концентрации СОМ от концентрации КНК; на

фиг. 2 - график зависимости удельной вязкости от-рН.

Способ осуществляют следующим образом.

На первой стадии готовят масляную фазу путем совместного диспергирования биологически активных веществ и пищевого сорбента в растительном масле. Совместное диспергирование увеличивает устойчивость витаминов при хранении, поскольку пористая структура твердых частиц лиофи- лизированных соков, являясь адсорбентом для маслорастворимых витаминов, предотвращает контакт последних с водной фазой.

Использование в качестве стабилизаторов суспензий лиофипизиросанных сокоп мпс- лорастворимых пищевых ПАВ (например, моноглицеридов) приводит к ПОЯЕ ЛВНИЮ тонкопористой структуры в полимерных оболочках микрогранул, что также увеличивает сохранность активного компонента внутри микрогранумы, поскольку уменыиа- ется вероятность выливания наружу содержимого микрогранулы при повреждении части оболочки в результате абразивного воздействия контактирующих микрогранул при их перемешивании и прессовании. Введение водорастворимых витаминов в маспя- пую фазу (вместо водной, как это делается в прототипе) в виде тонкодисперсной суспензии или эмульсии ВОДН.-1Х р.:1СТ)С.рО , ГГИХ

витаминов предохраняет активные nr, ui,ecr- ва от контакта с йог цухом и влагой, что увв личивает срок сохранности продукта.

На второй стадии осуществляют эмульгирование полученной масляной фазы в молочной смеси. В качестве молочной смеси используют водный раствор (с концентрацией сухого вещества - 15-35% смеси концентрата натурального казеина (КНК) и сухого обезжиренного молока (СОМ) в соотношении 0,2-4,0. КНК предварительно получают из раствора обезжиренного молока путем осаждения с помощью полисахари дов, например, пектином или натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы. рН полученной молочной смеси находится н лах 6,5-7,0 в зависимости от соотноа1еиия КНК и СОМ в гмеси.

Использование в ка естве пленкообразующего материала смеси СОМ и молочных концентратов, полученных в результате фа- зсвого разделенич раствора обезжирснно (О молока полиснхарид-тми, ПОЗЕЗОЛЯВТ варьировать содержание пленкообразующего белка в смеси и сделать оболочку микрогранул менее проницаемой по о гношению к кислороду и влаге внешней среды. Поскольку полисахариды образуют водорастворимые комплексы с сывороточным ; белками и частью казеинов и таким образом казеиновая фракция обогаи 9ется белками, то использование КНК в смеси с СОМ позволяет увеличить при необходимости содержание белка в оболочке микрогранул, что ведет не только к уменьшению проницаемости микрогранул для кислорода воздуха и влаги, но и увеличивает питательную ценность продукта. Например, учитывая, что содержание белка в КНК в два раза выше по сравнению с СОМ (62% в КНК и 30% у СОМ), то приблизительно в таком же отношении изменяется содержание белка в оболочках микрогранул при изменении

содержания КНК и СОМ в молочной смеси в указанном отношении, т.е. 0,2-4,0, На фиг. 1 лучи ОА и ОВ отвечают отношению концентраций X Скнк/Ссом, равному соответственно 0,2 и 4,0. Прямые DE и GH отвечают содержанию сухих веществ в молочной смеси, равному соответственно 30 и 15%. Прямая PR отвечает содержанию белка в молочной смеси, равному 10%. Прямая KL

0 отвечает приблизительно постоянной вязкости молочной смеси, равной- 200 сП при и рН - 6. Область концентрация правее и выше прямой KL на фазовой диаграмме отвечает неустойчивой работе

5 распылительной сушилки вследствие слишком высокой вязкости эмульсии в момент распыления (в этой области получаются дефектные микрогранулы неправильной угло- игпоп формы). Область левее и ниже KL

0 отвечает сферическим микрогранулам при рН 6. Если рН среды оставлять естественным, т.е 6,5-7,0, то в области правее и выше PR также не получаются сферические микрогранулы, гак как при таком рН вязкость

5 молочной смеси превышает оптимальное значение, равное 200 сП. Область левее и ниже СН.хотя и отвечает сферическим микрогранулам, однако толщина стенок микрогранул становится слигиком малой, что

0 проявляется в резком снижении срока сохранности витаминов. (Приведенные области - по концентрации молочных концентратов отвечают 10% содержанию масляной фазы в растворе. При уменьшении содержания

5 мас/ яног- фазы толнжна стенок увеличивается, од, ..ко .л. процесса в таком режиме не является оправданным, поскольку снижается содержание маслораст- воримых витаминов п готовом продукте).

0 KpOMi; того, в области слишком низких значений уязкости (т.е. в области левее и ниже GH) микрогранулы получаются слишком мелкие, что у/удшает их сыпучие свойства и делает невозможным таблетирование по5 pouiKa микрогранул. Область на фазовой диаграмме ниже луча OL (вблизи отрезка Hij. I I отношению концентраций X CKIIK/CCOM 4, не оптимальна вследствие относительно низкой концент0 рации сухого вещества в молочной смеси, что ведет к уменьшению толщины стенок микрогранул, а гакже вследствие удорожания продукта (учитывая, что стоимость КНК р 2 раза выше стоимости СОМ). Область

5 левее луча ОК (вблизи отрезка GK) отвечает низкому содержанию белка в молочной смеси. Таким образом, оптимальной областью на фазовой диаграмме, отвечающей одновременно относительно высокому содержанию белка, сухого вещества, содержанию

масляной фазы, а также оптимальной стоимости продукта, является область фазовой диаграммы, заключенной в четырехугольнике KLRP. В области PRHG для получения микрогранул с тем же содержанием белка и 5 сухих веществ в готовом продукте необходимо снижать содержание масляной фазы в МОЛОЧНОЙ смеси, что снижает производительность сушилки.

в случае необходимости приготовления 10 сухой питательной смеси, содержащей несовместимые друг с другом витамины, или витамины и другие компоненты, то их масляные фазы готовят отдельно. Например, отдельно готовят масляную фазу, содер- 15 жащую витамины, растворимые в масле (А, Е, / -каротин и другие), и масляную фазу, содержащую в диспергированном виде водорастворимые витамины (например, С, В и другие) и соли металлов в виде 20 водных растворов, а эмульгирование различных масляных фаз в водном растворе смеси молочных концентратов и сухого обезжиренного молока проводятотдельно и последовательно с целью исключения вза- 25 имного перемешивания масляных фаз содержащих масло- и водорастворимые биологически активные вещества и соли металлов. При этом удается получить многоядерные микрогранулы, содержащие 30 изолированные друг от дру, а различные масляные фазы (т.е. несовместимые друг с другом компоненты оказываются взаимно изолированными в микроскопических полостях внутри одной микрогранулы). Таким об- 35 разом, удается варьировать в широких пределах состав микрогранул (т.е. содержание биологически активных веществ).

Перед стадией сушки целесообразно снизить рН полученной эмульсии (равной 40 0,0 Л0)до6 что отвечает минимальной вязкости эмульсии 7. Резкое увеличение вязкости при увеличении рН в интервале 6-8 для раствора КНК, а также для эмульсий стабилизированных КНК (фиг, 2) делает 45 операцию снижения рН гем более целесобразной, чем выше относительное содерание КНК в молочной смеси. Таким бразом удаегся повысить содержание су- их веществ в молочной смеси, не увеличи- 50 ая вязкость эмульсии, что ведет к величению толщины стенок микрогранул и роизводительности сушилки.

Целесообразно проводить эмульгироание масляной фчзы при со;1эржании по- 55 в молочной смеси в интервале -15%. Выход за пределы этого интервала в торону болыиего содержания масляной азы ведет к с/ ишком тонким стенкам микогранул, что CH.i;/ jeT хранимоспособность

м ко пе ра ме но

ис ма су ка мо (М ра ви ра пос мас ван

5

10 15 0 5 0

витаминов. Кроме того, для поддержани заданного отношения жира к белку в готовом продукте (например, равного 1). необходимо использовать молочные смеси повышенным содержанием КНК (т.е. увеличивать содержание белка), что ведет к удорожанию продукта. Использование меньшего чем 5% содержания масляной фазы, ведет к снижению отношения жир - белок в готовом продукте, а при сохранении последнего на заданном уровне - к снижению содержания сухих веществ в молочной смеси, т.е. к снижению производительности сушилки.

При использовании пищевых адсорбентов целесообразно не превышать 20%-ного их содержания в масляной фазе, которое отвечает оптимальному вежиму их диспергирования и не ведет к загущению масляной фазы. Оптимальное количество маслораст- воримого ПАВ, которое вводится в масляную фазу для стабилизации дисперсии пищевого адсорбента, а также для увеличения эффективной концентрации слаборастворимых в масле маслорастворимых витаминов и нерастворимых в масле водорастворимых витаминов (С, В и другие), отвечает формированию монослойного покрытия ПАВ на поверхности частиц дисперсии в масле, что соответствует 0,1-0,3% концентрации маслорастворимых ПАВ в масле.

После проведения процесса распылительной сушки эмульсии масляной фазы в молочной смеси удается получить многоядерные микрогранулы, оболочка которых образована из смеси сухого обезжиренного молока и концентрата натурального казеина, полученного путем обработки обезжиренного молока полисахаридами, в многочисленных микроскопических ядрах которых содержатся различные масляные фазы, являющиеся, в свою очередь, дисперсиями (эмульсиями и суспензиями) и растворами различных витаминов и солей мета,плов, предназначенными для длительного хранения.

Примеров качестве масляной фазы используют рафинированное кукурузное масло, в 1 л которого диспергируют 200 г сухого лиофилизированного морковного сока и 1 г /J -каротина при добавлении 3 г моноглицерида диацетилвинной кислоты () при 40°С с помощью гомогенизатора в течение 15 мин при частоте вращения винта 5000 об/мин. В Юл 17%-ного раствора КНК растворяют 0,5 кг СОМ, вливают постепенно при в течение 3 мин 1 л масляной фазы при постоянном перемешивании с помощью лопастной мешалки с частотой вращения 150 об/мин, и продолжают перемешивание еще в течение 20 мин. Вязкость эмульсии составляет 130 сП, а рИ - 6,6, После гомогенизации вязкость эмульсии возрастает до 250 сП. Снижая рН эмульсии до 6,0 путем добавления молочной кислоты,, добиваются снижения вязкости эмульсии до 190 сП. После пастеризации эмульсию подвергают распылительной сушке.

Полученные микрогранулы являются порошком желтоватого цвета со средним размером частиц 20 мкм. Внутренняя структура частиц микрогранул, полученных согласно предлагаемому способу, характеризуется тонкопористым строением стенок, что способствует большей сохранности масляного раствора витамина при прессовании порошка в таблетки. Микрогранулы имеют тонкие стенки, характеризующиеся наличием дефектной структуры, что ведет к выливанию содержимого микрогранул при повреждении оболочек при прессо вании порошка.

Измерение содержания /5-каротина, проведенное через 5 месяцев после закладки микрогранул на хранение, показывает, что его содержание с точностью до 10% совпадает с содержанием / -каротина, измеренным в момент получения микрогранул. За это же время в микрогранулах, в которых концентрация / -каротина не превышает 0,4 г в масляном растворе объема 1 л до эмульгирования, его практически не остается.

П р и м е р 2. Состав масляной фазы и молочной смеси, а также последовательность операций аналогичны примеру 1, за исключением того, что при приготовлении молочной смеси вместо 0,5 кг СОМ берут 1,0 кг СОМ и растворяют в 10 л 17% него раствора КНК. Эмульсия получается слишком густая; снижением рН удается снизить вяз кость только до 250 сП и после распылсн11я этой эмульсии микрогранулы получаютсч неправильной формы с дефектной структурой.

П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что молочную смесь готовят растворением в 6%-ном растворе КНК в количестве 10 л 2.4 кг СОМ. Вязкость эмульсии после гомогенизации равняется 220 сП и после снижения рН до 6,0 вязкость снижается сП. Микрогранулы пол умаются правильной сферической формы. способные длительно сохранять витамин (аналогично примеру 1),

П р и м е р 4. Аналогичен примеру 3, за исключением того, что СОМ берут в количе

тве 2.6 кг. Поскольку вязкость гомогенизированной эмульсии не удается снизить ниже 220 сП, распылительную сушку не произвоят.

П р и м е р 5, Аналогичен примеру 1, за

исключением того, что в 10 л 12 %-ного раствора КНК в воде растворяют 0,2 кг СОМ. рН и вязкость эмульсии после гомогенизации составляют 6,5 и 130 сП, однако после распылительной сушки микрогранулы слишком мелкие (с размером менее 10 мкм), порошок не сыпучий, РЭМ снимки показывают, что оболочки микрогранул составляют менее 1 мкм при размере частиц порядка 10 мкм, а

сами микрогранулы в большинстве своем меюг смятую и морщинистую форму. После 5 месяцев хранения содержание/ -каротина снижается до 10%.

Пример 6. Аналогичен примеру 5, за

исключением того, что СОМ берут 0,3 кг. а содержание масляной фазы уменьшают до 0.5 л. Вязкость эмульсии приблизительно раржа вязкости эмульсии iis примера 5. Сами микрогранулы, хотя и мелкого размера (до 10 мкм), однако имеют сферическую форму и число дефектных (сморщенных и смятых) микрогранул незначительное. После 5 месяцев хранения содержание витамина слижается на 20%.

П(5имер7. Го .опгм ,: ве масляные фазы,

из котормх одна является рафинирпг аным подсолнечным маслом, в 0,5 л г.с1:урого дни ерг1/ руют 0,5 г витамина А (си) гкого опетата ретинола) и добавляют 1,5 г

. О гпг)спбу .иг,лог11чному примеру 1, а Ai-ri- : , фаза (.одержит 0,5 г кр,ici,для 1ческого вип-мина С при добавлении 1,5 г . 11 -ДВ, диспергированных в 0,5л г.афинированного кукурузного масла при

iacioTC пра1цения диспергаюра 6000 обп/мин при 60°С в течение 10 мин, В 10л o L-Horo pacT iop КИК растворяют 2 кг СОМ и рливают сначала первую масляную фазу, а aieM после jlepeмeuJивaния в течение 20

с частотой вращения лопастной мешал Kii 50 п.)и 60 С вторую масляную фаз/, .когор эмульгируют при аналогичных условиях. Дальнейи ие действия аналогичны указанным в примере 1.

Полученные микрогранулы представляют собой порошок белого цвета с размером частиц 20 мкм и имеют тонкопористую р,нутре1 нююструктуру стенок. Микро г ранулы содержат в масляной фззе как; маслорастворимый, так и ьодорастворимый витамины. В отличие от микрогранул, полученных согласно извесгному способу и со- держа1цих ви1амин С в водной фазе, микрогранулы, полученные согласно предлагаемому нами способу, содержат витамин с в масляной фазе, что защищает его от разрушающего воздействия внешней среды. Примере. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что содержание масляной фазы в эмульсии составляет 15%. Вяз- кость эмульсии после гомогенизации равняется 200 сП при рН -6,0 и микрогранулы по внешнему виду и хранимоспособно- сти витамина аналогичны микрогранулам, полученным согласно примеру 1.

П р и м е р 9, Аналогичен примеру 1, за исключением того, что содержание масляной фазы в эмульсии составляет 20%. Вязкость эмульсии после гомогенизации при рН 6,0 составляет 200 сП, однако микро- гранулы, хотя и аналогичны по внешнему виду микрогранулам, полученным по способу, указанному в примере 1, теряют 30% биологически активного компонента после 5 месяцев хранения.

Примерю. Аналогичен примеру 1, за исключением того, чтио в масляную фазу дополнительно вводят и эмульгируют 10 мл 50%-ного водного раствора . Полученные микрогранулы по внешнему виду не отличаются от микрогранул примера 1, причем сохранность/ -каротина через 5 месяцев не хуже, чем в примере 1.

Формула изобретения 1. Способ получения сухой питательной смеси, предусматривающий приготовление масляной фазы путем диспергирования мас 020JO

Конценшра1 ая /%/

9as.1

5ю

15 20

25

0

ло- и водорастворимых витаминов в растительном масле, эмульгирование полученной масляной фазы в молочной смеси и распылительную сушку эмульсии, о т л и - тем, что, с целью повышения биологической и питательной ценности продукта и увеличения срока сохранности в нем биологически активных веществ, диспергирование масло- и водорастворимых витаминов в растительном масле осуществляют совместно с пищевым адсорбентом в присутствии маслорастворимого эмульгатора, в качестве адсорбента используют лиофили- зированные фруктовые или овощные соки, диспергирование масло- и водорастворимых витаминов в масляной фазе осуществляют при концентрации маслорастворимого эмульгатора 0,1-0,3%, эмульгирование полученной масляной фазы осуществл.чют при обьемной концентрации ее в молочной смеси 5-15%, а в качестве молочной смеси используют водный раствор с концентрацией 15-30% и.рН 6,0-6.5 смеси концентрата натурального казеина и сухого обезжиренного молока в соотношении 0,2-4,

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования несовместимых при контакте витаминов, масляные фазы несовместимых витаминов готовят отдельно, а эмульгирование каждой из полученных масляных фаз в молочной смеси проводят последовательно.

О

Изобретение относится к способам получения сыпучих продуктов в виде микрогранул, содержащих биологически активные вещества (БАВ), и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, медицинской, комбикормовой и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение биологической и питательной ценности продукта и увеличение срока сохранности в нем биологически активных веществ. Для получения сухой питательной смеси предварительно готовят масляную фазу (МФ) путем совместного диспергирования витаминов и пищевого адсорбента, преимущественно лиофилизированного фруктового и/или овощного сока, в растительном масле в присутствии маслорастворимого эмульгатора. После этого осуществляют эмульгирование полученной МФ в 15-30%-ном водном растворе смеси концентрата натурального казеина и сухого обезжиренного молока в соотношении 0,2:4. Затем проводят распылительную сушку эмульсии. При использовании несовместимых при контакте БАВ МФ готовят отдельно, а эмульгирование МФ в молочной смеси осуществляют последовательно. Таким образом, удается получить многоядерные микрогранулы высокой биологической и питательной ценности с тонкодисперсной внутренней структурой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.