Способ получения сывороточного концентрата Советский патент 1991 года по МПК A23C21/00 

(Л

С

Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для приготовления сывороточных концентратов, используемых при получении различных пищевых продуктов. Целью изобретения является предотвращение снижения растворимости белков и улучшение качества продукта. Молочную сыворотку очищают от казеиновой пыли и жира, вносят карбоксиметилцеллюлозу в количестве 0,01- 0,03%, деминерализуют электролизом при 8-20°С, вносят карбоксиметилцеллюлозу до общего содержания в сыворотке 0,1-0,3%, пастеризуют, сгущают и сушат. 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для приготовления сывороточных концентратов, используемых при получении различных пищевых продуктов.

Целью изобретения является предотвращение снижения растворимости белков и улучшение качества продукта.

Способ осуществляют следующим образом.

Молочную сыворотку направляют на саморазгружающийся сепаратор для извлечения казеиновой пыли и жира. Затем в сыворотку вносят карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) в количестве 0,01-0,03%. тщательно перемешивают и направляют на электродиализ, который осуществляют при 8-20°С. После деминерализации в сыворотку вносят КМЦ до общей массовой доли последней 0,1-0,3%. Далее проводят пастеризацию, сгущение сыворотки и сушку.

КМЦ оказывает стабилизирующее воздействие на сывороточные белки, являясь защитным коллоидом. При электродиализе удаляются ионы, адсорбированные на поверхности белка, они переходят в раствор по мере его обеднения однотипными ионами, в результате чего снижается суммарный заряд белка и ослабляются гидратные оболочки. Потерявшие устойчивость белки осаждаются на мембранах в виде пленки.

Способность КМЦ предотвращать это отрицательное явление объясняется тем, что при снижении ионной силы раствора образуются растворимые комплексы белка и КМЦ. Эти комплексы обладают большой устойчивостью даже при термических воздействиях. Для их дестабилизации необходимо значительно снизить активную кислотность (). При электродиализе и дальнейшей обработке активная кислотность концентрата значительно отличается

о

00

со о

от этого значения. Выбранный интервал концентраций КМЦ является оптимальным. Стабилизирующее действие КМЦ начинает проявляться при концентрации не менее 0,01%, а при меньшей концентрации влияния КМЦ на стабилизацию белка незначительно. При повышении дозы КМЦ выше 0,03% увеличивается число молекул КМЦ, не образовавших комплекс с белком; обладая зарядом, они могут двигаться в электрическом поле и осаждаться на мембране. Следовательно, КМЦ перед деминерализацией необходимо вносить в минимальном количестве, обеспечивающем стабилизацию белка. Кроме того, с увеличением дозы КМЦ возрастает вязкость системы, что повышает затраты на создание активного гид- родинамического режима в камерах электродиализатора, создает диффузионное сопротивление при массообменных процессах, происходящих на границе раствор-мембрана.

На чертеже приведен график зависимости влияния массовой доли общего содержания КМЦ в сывороточном концентрате на его пенообразующие свойства, определяющие качество продукта, а также массовой доли КМЦ, внесенной в молочную сыворотку до деминерализации, от содержания белка в растворимой форме в конечном продукте.

Деминерализация молочной сыворотки без КМЦ приводит к значительной потере белка (до 30%), который осаждается на мембранах электродиализной установки или находится во взвешенном состоянии и седиметрирует при центрифугировании.

Добавление 0,005% КМЦ незначительно влияет на потери белка, а 0,01% КМЦ позволяет уже на 20% снизить потери белка по сравнению с исходными. КМЦ в количестве 0,03% практически предотвращает потери белка. Дальнейшее повышение содержания КМЦ в сыворотке не дает значительных изменений, а только повышает вязкость системы и нагрузку на насосы.

Для определения оптимального содержания КМЦ в готовом концентрате изучают пенообразующие свойства готовых сухих концентратов с массовой долей КМЦ в них 1, 2 и 3%, что соответствует содержанию КМЦ в жидких концентратах 0,07; 0,18 и 0,36%. Данные примеров осуществления приведены в табл. 1-3.

Данные табл. 1-3 показывают, что наиболее оптимальным является сывороточный концентрат с содержанием 2% КМЦ. При повышении содержания КМЦ в сухом продукте до 3%, т.е. больше 0,3% в исходном растворе, пенообразующие свойства не улучшаются - практически не изменяется

взбитость пены, удельный объем и ее стойкость, в то время как очевидно увеличивается вязкость раствора и его себестоимость. При уменьшении содержания КМЦ в сухом концентрате до 1%, т.е. менее 0,1% в растворе, наблюдается существенное снижение пенообразующих свойств, в частности стойкость пены снижается почти в 2 раза.

0 В предложенном способе электродиализ осуществляют при 8-20°С, т.е. после сбора, охлаждения и хранения.

Повышение температуры выше 20°С нецелесообразно. Указанный температурный

5 интервал показывает, что сыворотка перед деминерализацией не подвергается тепловой обработке. Сыворотку можно использовать как после охлаждения (8°С), так и сразу после поступления (20°С). Температура 8°С

0 обусловлена параметрами работы охладительной установки. Коллоидная система сыворотки не нарушена температурными воздействиями и поэтому в процессе деминерализации имеет большую устойчивость.

5 Пастеризация сыворотки перед началом технологического процесса в конкретном способе малоэффективна. Во-первых, трудно избежать вторичного обсеменения при дальнейшем прохождении сыворотки

0 через электродиализатор, трубы, насосы, арматуру и др., во-вторых, в продукт вносится КМЦ, являющаяся источником микрофлоры. При повышении температуры деминерализации до 40°С увеличиваются

5 потери белка на 5% по сравнению с сывороткой, обработанной при 20°С.

Предотвращение снижения растворимости белков и улучшение функциональных свойств концентратов теоретически можно

0 объяснить наличием растворимых комплексов белок-КМЦ. Предотвращение возникновения крупных кристаллов можно объяснить свойствами КМЦ, а возможно и комплекса белок-КМЦ. Экспериментально установле5 но, что при хранении сгущенного концентрата с КМЦ происходит быстрый рост кристаллов лактозы, но их размеры невелики. Поскольку концентрат представляет собой вязкий раствор, эти кристаллы

0 находятся во взвешенном состоянии. Осадка при хранении кристаллы не образуют, на пробу не ощутимы. При внесение концентрата с КМЦ в другие продукты кристаллизация углеводов в них, например сахарозы,

5 протекает аналогично. Этот факт является важным при использовании концентрата в смесях для мороженого и рецептурах кондитерских изделий.

Пример. Творожную сыворотку кислотностью 60°Т в количестве 5 т направляют

на саморазгружающийся сепаратор. После этого в сыворотку вносят карбоксиметил- целлюлозу в количестве 1 кг (0,02%) в виде 5%-ного водного раствора и тщательно перемешивают. Сыворотку направляют на электродиализатор до достижения степени деминерализации 65%. Степень деминерализации определяют путем сравнения электропроводностиисходного и деминерализованного растворов. Кислотность деминерализованной сыворотки 25°Т. Температура сыворотки 15°С. В деминерализованную сыворотку дополнительно вносят 9 кг раствора КМЦ ((М8%, общая доза 0,2%). Смесь пастерм ую,т при 76 ± 2°С с выдержкой 20 с. Сывдрот сгущают до концентрации 30%. Получает JOOO кг сгущенного концентрата кисйв ноетью 130°Т. Концентрат сушат на распылительПенообразующие свойства сухого сывороточного концентрата с 1% КМЦ

Таблица Пенообразующие свойства сухого сывороточного концентрата с 2 % КМЦ

Таблица 3 Пенообразующие свойства сухого сывороточного концентрата с 3 % КМЦ

ной сушилке и получают 320 кг сухого продукта.

Формула изобретения

Способ получения сывороточного концентрата с проведением процессов очистки творожной сыворотки от казеиновой пыли и жира, пастеризации, сгущения, деминерализации электродиализом и сушки, о т л ичающийся тем, что, с целью предотвращения снижения растворимости белков и улучшения качества продукта, перед пастеризацией в творожную сыворотку вносят 0,01-0,03% ка рбокси мети л целлюлозы,

электродиализ проводят при 8-20°С, затем в деминерализованную сыворотку вносят карбрксиметилцеллюлозу до общей массовой доли последней в сыворотке 0,1- 0,3%.

Таблица 1

m

SO

ео

70 «

so

o

0

0,02 0,03 HOV

МассоВая доля МЦ, %