Способ получения молочно-белкового концентрата Советский патент 1991 года по МПК A23J1/20 

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно, к производству мо- лочно-белковых концентратов (МБК) для мясопродуктов,

Целью изобретения является повышение качества и увеличение сроков хранения молочно-бекового концентрата.

Способ осуществляют следующим образом.

В обезжиренное молоко вносят яблочный пектин, отделяют белковую фракцию, устанавливают рН белковой фракции 6,5- 6,7, пастеризуют полученный концентрат при 85-95°С. охлаждают до 20-40°С, вносят поваренную соль в количество 8,5- 10.5 мас.%, тщательно перемешивают и охлаждают до 20-(-10)0С. Получают белковую фракцию с содержанием белковых веществ 11-16 мас.%. титруемой кислотностью 29- 66°Т и рН 6.1-6,7. Контроль концентрации

белковых веществ осуществляют по эмпирической формуле

Xi +2.41 -Х2 -22.56m

Y 19,95-2,67 Х2 {)

где Y - концентрация белка в белковой фракции, мас.%:

Xi - титруемая кислотность белковой фракции. °Т,

Х2 - величина рН белковой фракции.

При этом количество рН - регулирующего компонента в пересчете на сухую гидроокись натрия, необходимое для корректировки величины рН, рассчитывают по формуле

-6,65-2,33 X / Xi Ч-2.41 Х2-22.56 ч л Х3 19.95-2.67 -Х2 / J 25

(2)

19.95 -2.67 -Х2 где Y - количество сухой гидроокиси натрия, г:

Xi - титруемая кислотность белковой фракции, °Т,

X - величина рН белковой фракции:

Ј

С

01

со о ю ю

Хз - масса белковой фракции, кг,

Хранят полученный МБК от 3 сут до 3 мес, в зависимости от температуры хранения (2(Н-10)°С.

Одной из важнейших характеристик качества пищевых продуктов и сырья является санитарно-гигиеническое состояние и безвредность. В связи с этим проводят оценку микробиологического состояния продукта, вырабатываемого по данному способу, в процессе получения и при различных темпе- ратурных режимах хранения. Предлагаемые режимы обработки позволяют гарантированно снизить общее количество бактерий в образцах до уровня более низко го, чем разрешенный для аналогичных жид ких или пастообразных концентратов предназначенных на пищевые цели (5x10 клеток в 1 г продукта).

Этот показатель не превышает допустимые нормы при хранении опытных образцов в течение 3 сут при 20°С (3,2x10 клеток в 1 г продукта), в течение 1 мес при 5°С (4,1x10 клеток в 1 г продукта), в течение 3 мес при -10°С (3,4x10 клеток в 1 г продукта). Следовательно, с точки зрения санитарно-гигиенического состояния и безвредности концентрат, вырабатываемый по предлагаемому способу, удовлетворяет требованиям к этой важной качественной характеристике,

Кроме того, получены данные о вязкости выработанного по предлагаему способу концентрата и исходной белковой фракции в процессе глубокого охлаждения, Данные представлены в табл.1.

Концентрат, вырабатываемый согласно данного способа, обладает текучестью при отрицательных температурах (до-10°С). Это является дополнительным преимуществом по сравнению с известным способом. Вымораживание влаги приводит к необратимым изменениям белковых веществ и, как следствие этого, к ухудшению качества, выражающемуся в снижении растворимости и других функциональных свойств. Поскольку препарат, вырабатываемый по известному способу, содержит до 5% поваренной соли. температура его замораживания выше, чем у предлагаемого. Это ограничивает возмож- ность снижения температуры его хранения с целью увеличения сроков хранения.

Введение NaCI в количестве 8,5-10,5% повышает растворимость белковых веществ с 65-75% в исходном концентрате до 95%. При нагревании мясопродуктов денатурируют растворенные белки. Образуется затвердевший прос грансл ВРННЫЙ каркас, внутри которого фиксируются крупные частицы нерасширенною Гпкя Р.г.ли доля

растворенных белков мала, то структура готового продукта рыхлая. Следовательно, при производстве вареных колбас желательно увеличить долю растворимого белка,

что может быть достигнуто введением в фарш концентрата, вырабатываемого по предлагаемому способу. Одним из важных свойств, определяющих качество белковых добавок, является пищевая и биологическая

0 ценность, В связи с этим проведены всесторонние медико-биологические исследования белкового концентрата, полученного фракционированием молочного сырья полисахаридами. Изучено влияние концентра5 та на адаптацию к мышечной деятельности и нейроэндокринные механизмы тренированности. Результаты позволяют считать, что включение в пищу концентрата оказы- ват положительное влияние на адаптацию к

0 мышечным нагрузкам в процессе тренировочного цикла. Большой интерес представляют медико-биологические исследования комбинированных мясопродуктов с предлагаемым концентратом. Возможно использо5 вание до 25-30% концентрата в колбасных изделиях при полном сохранении пищевой и биологической ценности продукта.

В процессе получения белковой фракции при помощи яблочного пектина величи0 на ее рН может по различным причинам варьировать в небольших пределах. Но даже незначительные ее изменения могут влиять на термостабильность, вероятно в результате изменения структуры казеинат5 кальцийфосфатного комплекса. При величине рН меньше 6.5 белковая фракция коагулирует при нагревании до температур, не обеспечивающих надежную пастеризацию (до 80°С), необходимую для достаточно

0 длительного хранения жидкого МБК. Введение в белковую фракцию поваренной соли в количестве 8,5-10,5% приводит к некоторому снижению величины рН ( 0,3 рН), что также снижает и уменьшает термостабиль5 ность белка. Поэтому необходимо проводить пастеризацию белковой фракции до внесения поваренной соли, а величину рН перед пастеризацией корректировать до 6,5-6,7. Корректировка величины рН выше,

0 чем до 6.7, нецелесообразна, так как это приводит к заметному увеличению вязкости белковой фракции, затрудняя дальнейшую обработку, а кроме того, требует дополнительного расхода рН-регулирующих компо5 нентов. Поскольку величина рН белковой фракции после выделения ее преимущественно выше 6,1 (при выделении белка для получения казеината натрия эта величина составляет 4,5), то расход рН-регулирующих компонентов минимален. Их количество

рассчитывают по эмпирической формуле (1), которая получена в результате изучения взаимосвязи концентрации белка в белко- вой фракции, величины ее рН и титруемой кислотности (определяемой как количество 0.1 N гидроокиси натрия, необходимой для нейтрализации 100 г белковой фракции при использовании в качестве индикатора фенолфталеина). Расход рН-регулирующего компонента в пересчете на сухую гидроокись натрия можно выразить через величину титруемой кислотности, которая должна увеличиваться с повышением концентрации белка и снижением величины рН белковой фракции. Исследования проводили, используя о качестве варьируемых факторов концентрацию белка в белковой фракции и величину ее рН, а в качестве функции отклика - титруемую кислотность.

При обработке результатов эксперимента получено уравнение регрессии, адекватно описывающее взаимосвязь исследованных показателей, Y 22,56 + 19,95 -Xi - 2.41 Ха - 2,67 -Xi -X2

(3)

где Y - титруемая кислотность белковой фракции, °Т,

Xi - концентрация белка. %.

Х2 - величина рН.

Из данного уравнения путем его преобразования получают выражение, позволяющее рассчитывать концентрацию белка в белковой фракции, используя измеренную титруемую кислотность и величину рН, что существенно ускоряет и упрощает процесс оценки качества фракционирования и пригодности белковой фракции для получения МБК.

Проведенными исследованиями установлено, что концентрация белка в белковой фракции, выделенной из молочного сырья полисахаридами, варьируется в зависимости от условий и составляет не менее 11%. Возможно повышение концентрации белка при помощи центробежного выделения, однако концентрация белка выше 16% нецелесообразна для получения МБК вследствие возрастания вязкости белковой фракции, что затрудняет ее дальнейшую переработку. При нарушении условий фракционирования возможно уменьшение концентрации белка в белковой фракции, что может быть оперативно обнаружено при помощи анализов и расчета. Снижение концентрации белка ниже 11 % нецелесообразно, так как получаемый из белковой фракции МБК используют в качестве белковой функциональной добавки в фарш, а снижение концентрации белка при фракционировании яблочным пектином приводит к

повышению доли лактозы в белковой фракции, что нежелательно при производстве мясопродуктов.

С учетом, что желательная величина рН

5 белковой фракции перед пастеризацией должна быть 6,5-6,7 (учитывая допустимую погрешность при определении рН - лучше 6,6), из уравнения регресии, связывающего титруемую кислотность, концентрацию бел0 ка и величину рН. выведено уравнение, позволяющее рассчитать количество сухой гидроокиси натрия, необходимое для доведения величины рН до 6,6. По уравнению (2) рассчитывают количество сухой гидроокиси

5 натрия, а в случае использования других рН-регулирующих компонентов необходимо брать их эквивалентное количество. Данное уравнение позволяет оперативно рассчитать количество рН-регулипующего

0 компонента, что обеспечивает необходимую для пастеризации при повышенных температурах (85-95°С) термостабильность, сохранение функциональных свойств в процессе пастеризации и повышение стабиль5 ности концентрата в процессе хранения.

После пастеризации белковой фракции для обеспечения ее стабильности в процессе дальнейшего хранения и получения необ- ходимых свойств концентрата вносят

0 поваренную соль Внесение соли в предлагаемых количествах снижает величину рН белковой фракции, что при повышенных температурах может вызвать коагуляцию белка. Поэтому внесение соли возможно по- 5 еле охлаждения ниже 40°С. Вследствие того, что при охлаждении вязкость белковой фракции повышается (что затрудняет перемешивание и равномерное распределение соли) внесение соли осуществляют после ох0 лаждения до температуры не ниже 20°С

Введение в белковую фракцию более 8,5 мас.% поваренной соли приводит к снижению показателя активность воды в соленом концентрате ниже 0,91. По известной

5 классификации продукты, имеющие активность воды ниже 0,91, могут храниться без охлаждения, независимо от величины рН в продукте, и относятся к стойким при длительном хранении. Использование меньше0 го количества соли не обеспечивает достаточного уровня снижения активности воды, а следовательно, стабильности концентрата в процессе хранения. Снизить рН для продления срока хранения нецелесооб5 разно вследствие ухудшения функциональных свойств.

Вязкость является одной из важных характеристик, которая играет существенную роль при переработке жидких пищевых продуктов. Поэтому изучено влияние поваренной соли на вязкость белковой фракции. Данные представлены в табл.2,

Как видно из полученных данных, вязкость концентрата, содержащего 10,5% поваренной соли, не превышает вязкости исходной белковой фракции. Дальнейшее увеличение концентрации соли приводит к превышению вязкости исходной фракции и может свидетельствовать о высаливани белка, что нежелательно. Из этого также следует вывод о необходимости равномерного распределения поваренной соли в процессе ее внесения в белковую фракцию, предотвращения образования застойных зон в емкости, где происходит растворение, с целью исключения локального повышения концентрации соли, которое может вызвать высаливание белка. Использование поваренной соли для консервирования белковой фракции в количестве 8,5-10,5% позволяет получить МБК, имеющий жидкую консистенцию. В отличие от известного способа вязкость предлагаемого МБК по- зволяет использовать при его обработке и транспортировании трубопроводы, а также быстро и равномерно диспергировать при производстве мясопродуктов. Возможно также использование МБК в качестве посолочного ингредиента для шприцевания окороков и других соленых мясопродуктов. Как видно из данных, приведенных в табл 2, вязкость белковой фракции, полученной при обработке молочного сырья яблочным пектином, максимальна при содержании 2,5% поваренной соли. Эта концентрация близка к содержанию соли в мясопродуктах, поэтому можно сделать вывод о целесообразности использования МБК в качестве функциональной добавки в вареных колбасах, сосисках, сардельках, мясных хлебах и других мясопродуктах. Следовательно, введение в белковую фракцию 8,5-10,5% поваренной соли обеспечивает стабильность получаемого МБК в процессе хранения, позволяет получить жидкий концентрат, использование которого целесообразно при производстве мясопродуктов. Увеличение количества поваренной соли повышает вязкость МБК, ухудшает его функциональные свойства и, кроме того, ограничивает возможность применения добавки при производстве мясопродуктов вследствие вкусовых ограничений, Сохранность добавки при возрастании концентрации соли вы ше 10,5% увеличивается незначительно.

Доля прочно связанной влаги в концентрате при введении предлагаемого количества поваренной соли существенно увеличивается, о чем свидетельствует снижение активности воды, В результате существенно снижается температура замерзания концентрата. Это позволяет хранить его при отрицательных температурах без вымораживания влаги, а следовательно, без

ущерба для функциональных свойств МБК, полученного по предлагаемому способу. При этом срок его хранения существенно увеличивается. Хранение концентрата без кристаллизации влаги возможно при -10°С,

0 что позволяет увеличить срок хранения до 3 мес. Однако и при положительных температурах МБК сроки хранения достаточны, чтобы хранить, транспортировать и рационально использовать его. Так, при 20°С ка5 чественные показатели МБК остаются удовлетворительными не менее 3 сут, при 15°С не менее 5 сут, при 10°С не менее

10сут, при 5°С не менее 15 сут, при 0°С не менее 20 сут, при -5°С не менее 1 мес.

0Возможно использование охлажденного до-10°С жидкого концентрата для снижения температуры фарша в процессе куттерования мясного сырья, что благоприятно с точки зрения предотвращения ло5 кального перегрева и денатурации белков в зоне резания и позволяет получить мясопродукты высокого качества.

Пример 1. Для получения молочно- белкового концентрата пастеризованное

0 обезжиренное молоко в количестве 100 .кг перемешивают с раствором яблочного пектина 6,5%-ной концентрации в количестве

11кг и отделяют белковую фракцию. Определяют ее титруемую кислотность и величи5 ну рН (соответственно 38°Т и 6,30). Используя эмпирическую зависимость, рассчитывают концентрацию белка в белковой фракции:

Xi +2,41 Хг -22.56

0

Y

19.95 -2,67 Х2 Расчетное значение концентрации бел- кэ в белковой фракции 9.8%. что свидетельствует о недостаточно качественном отделении белков после фракционирования

5 полисахаридами и о возможной примеси полисахаридной фазы. Переработка полученной белковой фракции в молочно-белковый концентрат нецелесообразна вследствие пониженного содержания в ней белка.

0 П р и м е р 2. Осуществляют согласно примеру 1. Определяют титруемую кислотность белковой фракции и величину рН (соответственно и 6,30). В результате расчета по формуле, которая приведена в

5 примере 1, получают концентрацию 12.3%. Рассчитывают количество сухой гидроокиси натрия, которую необходимо добавить для корректировки величины рН в белковой фракции, по формуле

-6.65 -2,33 x v / Xi +2.41 -X2-22,56 у , X3

19,95-2.67 -X2 ) J где Хз - масса белковой фракции (10 кг).

Получают расчетное количество сухой гидроокиси натрия 4 г.

Данное количество щелочи растворяют в небольшом количестве питьевой воды (достаточном для ее полного растворения) и вносят при постоянном перемешивании в белковую фракцию. Пастеризацию 10 кг белковой фракции проводят путем нагрева до 90°С. При нагреве коагуляции белка не происходит, консистенция фракции жидкая. После охлаждения до 30°С в нее вносят 1,05 кг поваренной соли и перемешивают до полного растворения. Концентрации соли в полученном МБК 9,5 мае. %. Вязкость добавки не превышает вязкости исходной белковой фракции и позволяет перекачивать ее и свидетельствует об отсутствии высаливания белка. Полученный МБК хранят при 10°С в течение 15 сут. После окончания хранения он представляет собой жидкую, однородную, белую массу без сгустков, постороннего запаха и других признаков порчи, микробиологические показатели не превышают норму, установленную для аналогичных концентратов, не подвергаемых длительному хранению. МБК используют при выработке модельных мясных систем и вводят ее взамен мяса в эквивалентных по белку количествах. Содержание вячги и поваренной соли в модельных мясных системах доводят до одинакового уровня. Термообработку проводят при режимах, принятых для вареных колбасных изделий Установлено, что потери при тепловой обработке модельных мясных систем, содержащих 10% МБК, существенно не отличаются от потерь в контрольном образце (соответственно 8,4 и 9.6%). Степень пенетрации образцов также существенно не отличается, что свидетельствует о хороших функцио- нальных свойствах полученного по предлагаемому способу МБК.

Пример 3. Получают МБК по примеру 2. но перед использованием его при выработке модельных мясны систем концентрат охлаждают до -10°С. Кристаллизации влаги не происходит, консистенция концентрата жидкая, что благополучно для использования его при выработке мясопродуктов. Введение переохлажденного МБК в фарш при кутт ровании позволяет понизить температуру куттеруемого сырья и улучшить качество готовых изделий.

Пример 4. Получают МБК по примеру 2, но перед использованием его при выработке модельных мясных систем концентрат охлаждают до -20°С. Наблюдают кристаллизацию концентрата. что нежелательно вследствие ухудшения функциональных свойств МБК.

Пример 5. Получают МБК по примеру 2, но хранят его при -10°С в течение 3 мес. После окончания хранения он представляет собой жидкую, однородную белую массу без

0 сгустков и замерзших кристаллов, без по- слороннего запаха и других признаков порчи микробиологические показатели не прррышают норму, установленную для аналогичных концентратов, не подвергаемых

5 длительному хранению. МБК используют при выработке модельных мясных систем, как это описано в примере 2, и получают аналогичные результаты.

Примерб, Получают белковую фрак0 ци о, определяют ее титруемую кислотность и величину рН, как описано в примере 1, но выделение производят центрифугированием. Титруемая кислотность белковой фракции 70°Т, рН 6,1. В результате расчета по

5 формуле, которая приведена в примере 1, получают 17% белка. Вследствие высокого содержания белка полученная белковая фракция представляет вязкую массу, переработка которой по предлагаемому способу

0 затруднена.

Пример 7 Получают белковую фракцию, определяю ее титруемую кислотность и величину рН, рассчитывают концентрацию Ьелка. как это описано в примере 1

5 (соответственно . 6.30 и 12.3%) Величину рН белковой фракции не регулируют. При пастеризации путем нагрева до 90°С происходит коагуляция белка, полученный продукт не пригоден к дальнейшей перера0 ботке.

Пример 8. Получают белковую фракцию, определяют ее титруемую кислотность и величину рН. рассчитывают концентрацию белка, как это описано в примере 1

5 (соответственно 46°Т, 6.30 и 12,3%). Вносят в белковую фракцию гидроокись натрия, не проводя расчета необходимого ее количества. Получают величину рН белковой фракции 6,4. При пастеризации путем нагрева до

0 85°С вследствие частичной коагуляции происходит повышение вязкости, что ЗоТрудня- ет дальнейшую переработку.

Пример 9 Получают белковую фракцию, определяют ее качественные показа5 тели, как описано в примеое 8. Получают аналогичные результату. Расчет количества гидроокиси натрия не производят, но вносят ее в большем количестве, чем в примере 8. Измеряют величину рН (6,8). При этом происходит увеличение вязкости белковой

фракции, что затрудняет дальнейшую ее переработку.

Пример 10. Получают пастеризованную белковую фракцию так, как описано в примере 3, однако поваренную соль в количестве 1,05 кг на 10 кг концентрата вносят в белковую фракцию, не охлаждая ее после пастеризации. Происходит коагуляция белка. Дальнейшая переработка концентрата затруднена.

Пример 11. Получают пастеризованную белковую фракцию так. как описано в примере 2, охлажадают ее до 30°С и вносят 1,05 кг поваренной соли (количество белковой фракции 10 кг) при постоянном перемешивании. После полного растворения концентрация соли в МБК 9,5%. МБК хранят при 20°С 10 сут. Отмечено снижение величины рН МБК и появление постороннего запаха. Микробиологические показатели неудовлетворительные, что свидетельствует о превышении допустимого срока хранения при данной температуре.

Пример 12. Получают пастеризованную белковую фракцию так, как описано в примере 2, охлаждают ее до 30°С и вносят 0,8 кг поваренной соли (количество белковой фракции 10 кг), при постоянном перемешивании. После полного растворения концентрация соли в МБК 7.5%. Полученный МБК хранят при режимах, описанных в примере 2 (10°С, 15 сут). К концу хранения отмечалось снижение величины рН и

0

5

0

5

0

появление постороннего запаха, микробиологические показатели МБК неудовлетвори- тельные, что свидетельствует о недостаточной для консервирования МБК концентрации соли.

Пример 13. Получают пастеризованную белковую фракцию так. как описано в примере 2, охлаждают ее до 30°С и вносят в 10 кг фракции 1,3 кг поваренной соли при постоянном перемешивании. После растворения соли ее концентрация 11,5% к массе МБК. Вязкость полученного МБК повышается вследствие высаливания белка, что затрудняет дальнейшую его переработку

Формула изобретения

Способ получения молочно-белкового концентрата с проведением процессов выделения белка из молочного сырья, тепловой обработки, отделения молочного белка, перемешивания с поваренной солью, охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и увеличения сроков хранения молочно-белкового концентрата, выделение белка из обезжиренного молока проводят яблочным пектином, после отделения молочного белка устанавливают рН 6.5-6.7 с последующей тепловой обработкой при 85-95°С и охлаждением до 20-40°С, при этом поваренную соль вносят в количестве 8,5-10,5 мас.%, а охлаждение осуществляют до 20...-10°С.

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к производству мо- лочно-белковых концентратов для- мясопродуктов. Цель изобретения - повышение качества и увеличение сроков хранения молочно-белкового концентрата. Для получения молочно-белкового концентрата в обезжиренное молоко вносят яблочный пектин, отделяют белковую фракцию, устанавливают рН бепковой фракции 6,5-6,7, полученный концея рэт пастеризуют при 85-95°С, охлаждают до 20-40°С, вносят поваренную соль в количестве 8,5-10,5 мас.%, тщательно перемешивают и охлаждают до 20-(-10)°С. Полученный белковый концентрат может быть использован при выработке мясопродуктов. 2 табл.

Примечание, х- замораживание концентрата; - - измерения не проводились.

Таблица 1

Таблица 2