Способ переработки молока Советский патент 1992 года по МПК A23C23/00 

Изобретение относится к молочной промышленности.

Цель изобретения - повышение биологической ценности и создание безотходной технологии.

Сущность способа заключается в том, что 5-100 мас.% полученного обезжиренного молока с кислотностью 16-23° Т и температурой 2-40°С обрабатывают полисахаридом мол. массой 20000-80000 или концентрированной полисахаридной фазой молока с получением казеиновой и полисахаридной фаз, которые направляют . непосредственно на выработку продуктов или на смешивание с жировой фракцией и/или с оставшимся цельным молоком. Пол- исахаридная фаза при этом может быть подвергнута мембранной обработке до получения концентрата с соотношением белок - углеводы - минеральные вещества 1:1,3:0,12-1:1,7:0,18, или ферментации лактозой до получения степени расщепления лактозы 25-80%, или концентрированию до массовой доли сухих веществ 30%.

При этом полученные фазы могут быть использованы для получения молочных и кисломолочных напитков, кисломолочных жировых продуктов пониженной калорийности, белково-жировых, белковых продуктов и т.д.

В отличие от обычных концентратов (ка- зеинатов, копреципитатов и др.), используемых в качестве белковых добавок .для улучшения структурно-механических свойств кислотных сгустков при производстве кисломолочных продуктов, казеиновая и полисахаридная фазы; обладающие специфическими свойствами, представляют

ГО СЛ

JOO

о со

бой принципиально новое сырье, которое в сочетании с традиционным (сливками, цельным и обезжиренным молоком) на базе разнообразных их комбинаций обеспечивает возможность конструирования новых форм молочных и комбинированных продуктов заданного состава с регулируемыми потребительскими свойствами.

Использование низкомолекулярных образцов полисахаридов приводит к выравниванию концентрации полисахарида и белка в сосуществующих фазах, и явлений термодинамической несовместимости биополимеров не наблюдается.

На процесс выделения белка оказывают комплексное влияние такие технологические-факторы, как кислотность системы, температура процесса.

Повышение кислотности молока выше 23°Т приводит к ухудшению процесса разделения, т.е. уменьшению массовой доли белка в концентрате и увеличению содержания белка в верхней фазе.

Молочная кислота при накоплении в молоке снижает отрицательный заряд мицелл казеина, что стабилизирует белок в растворе электроотрицательными макромолекулами полисахарида, и это обуславливает Значительное увеличение количества белка в верхней фазе.

Помимо снижения отрицательного заряда мицелл казеина, под действием молочной кислоты нарушается структура казеинового комплекса - от него отщепляются фосфат кальция и органический кальций, которые являются важными структурными элементами комплекса, и переход их в плазму молока дестабилизирует мицеллы казеина, изменяя форму и дисперсность частиц. При этом увеличивается количество частично растворимого казеина, на поверхности белковой молекулы возникают дополнительные реакционноспособ- ные группы и все это приводит к взаимодействию белка с молекулами полисахарида, что затрудняет и ухудшает процесс разделения.

Изменение кислотности системы оказывает влияние на стабильность и свойства полисахарида, макромолекулы которого находятся в коллоидном состоянии и электростатически отрицательно заряжены ввиду полной диссоциации карбоксильных групп, что обуславливает взаимное отталкивание их с отрицательно заряженными группами казеина. Подкисление системы уменьшает степень диссоциации макромолекулы полисахарида, что приводит как к усилению гидрофобных и водородных взаимодействий молекул полисахарида между собой, так

и взаимодействию с молекулами белка. Возникновение дополнительных реакционнос- пособных групп в молекулах полисахарида и белков молока при комплексном влиянии

факторов повышенной кислотности и температуры процесса приводит к ухудшению выделения белковой фракции.

Снижение кислотности системы (кислотность молока ниже 14°Т) может приво0 дить к омылению метоксильных групп и деградации макромолекул полисахарида, уменьшению молекулярного веса и, как следствие, повышению его растворимости. Снижение прочности гидратной оболочки

5 казеинового комплекса молока в данных условиях создает предпосылки для ускорения процесса и приводит к некоторому ухудшению фракционирования.

Повышение температуры процесса раз0 деления в общем случае приводит к снижению вязкости системы за счет улучшения гидратирования полисахарида и ускорению выделения белковой фракции. Однако комплексное воздействие повышенной темпе5 ратуры разделения системы (50°С) и кислотности молока 23°Т приводите значительным биохимическим изменениям белковой структуры, вследствие чего ухудшаются условия процесса выделения

0 белка. Кроме того, в данных условиях возможны конформационные изменения макромолекул белка, приводящие к кислотному осаждению, что предопределяет изменение технологических характеристик белкового

5 концентрата.

Основным фактором, определяющим возможность создания новых форм молочных продуктов, является разработка оптимального компонентного состава системы

0 (смеси), предусматривающей использование ингредиентов исходного сырья в регулируемых количественных соотношениях для получения продукта заданного состава и назначения. В основе его лежит использо5 вание двух новых сырьевых компонентов казеиновой и полисахаридной фаз, жидкое состояние которых и совместимость с традиционным сырьем (сливками, цельным, обезжиренным молоком) позволяют пол0 учать требуемый исходный состав смеси.

Другим важным фактором является технологичность процесса, обеспечивающая возможность управления различными приемами, параметрами и режимами, что позво5 ляет улучшить структурно-механические, физико-химические свойства продуктов, а . следовательно, органолептические и потребительские их характеристики.

Введение процесса ультрафильтрации в предлагаемую технологию позволяет

уменьшить содержание углеводов и минеральных веществ в полисахаридной фазе с тем, чтобы устранить накопление их в случае повторного использования концентрированной фазы для осаждения белков. Получаемое в результате мембранной обработки соотношение белок - углеводы - минеральные вещества 1:1,3:0,12-1:1,7:0,18 обеспечивает получение продукта с заданными характеристиками.

Ферментативная обработка позволяет получить концентрированную полисахарид- ную фазу без кристаллов лактозы и с улучшенными вкусовыми достоинствами за счет увеличения сладости при гидролизе лактозы до моносахаров от 25 до 80%.

Предлагаемый способ переработки молока позволяет создать целостное производство, при котором обеспечивается полное использование всех сухих веществ исходного сырья на производство продуктов питания и исключается наличие отходов производства, деление сырья на основное и вторичное и деление продуктов на основные и побочные.

Использование биологически полноценных компонентов, входящих в состав молока, позволяет расширить ассортимент традиционных молочных продуктов с меньшей калорийностью, но обладающих высокой пищевой и биологической ценностью. Выделенные полисахаридами белки находятся в состоянии, близком к натуральному, что повышает биологическую ценность продуктов.

Сгущение полисахаридной фазы до концентрации сухих веществ менее 30% нецелесообразно. При этом не обеспечивается необходимый эффект как при формировании ассортимента продукции, так и при повторном использовании для разделения фаз обезжиренного молока.

Сгущение полисахаридной фазы свыше 30%, как правило, затруднено в связи с резким увеличением ее вязкости.

П р и м е р 1. Перерабатывают 100000 кг молока с массовой долей сухих веществ 12%, в том числе жира 3,6%. 69834 кг цельного молока используют для выработки молока питьевого, молочных и кисломолочных напитков, а оставшиеся 30166 кг сепарируют для получения сливок с массовой долей жира 15,5; 20; 26; 30% и массовой долей сухих веществ соответственно 23,5; 20,5; 33,0; 36,6%. Из полученных 24660 кг.обезжиренного молока 2500 кг (10 мас.%) кислотностью 18°Т обрабатывают полисахаридом мол. массой 20000 при 2°С, а остальное (22160 кг) направляют для смешивания с цельным молоком при нормализации исходного сырья для выработки молока и молочных напитков. Казеиновую фазу с массовой долей сухих веществ 16%, полученную в количестве 400 кг (47 мас.%), ис5 пользуют в качестве основы при производстве белкового продукта 16%-ной жирности. Бесказеиновую фракцию сгущают до содержания сухих веществ 30% и пол- ученные 562 кг используют в качестве

10 обогатителя (3 мас.%) при производстве молочного и кисломолочного напитков, кисломолочного белково-жирового продукта 15%-ной жирности.

Количество используемого сырья и ас5 сортимент вырабатываемых продуктов представлены в табл. 1.

Пример 2. Перерабатывают 100000 кг молока с массовой долей сухих веществ 12%, в том числе жира 3,6%. 34348 кг молока

0 сепарируют для получения сливок с массовой долей жира 15,5; 25 и 31,4 % и массовой долей сухих веществ соответственно 23,5; 33; 38%. Остальное молоко (65652 кг) после 1 нормализации обезжиренным молоком ис5 пользуется для производства молока питьевого, кефира и кисломолочного напитка. Из полученных 28048 кг обезжиренного молока кислотностью 2500 кг(9 мас.%)обрабатывают полисахаридом мол. массой 80000 при

0. 10°С, а остальное направляют на нормализацию цельного молока. Полученную казеиновую фазу в количестве 490 кг с массовой долей сухих веществ 16% используют в качестве основы (50 мас.%) при производстве

5 белкового продукта 16%-ной жирности, а полисахаридную фазу концентрируют до содержания сухих веществ 30% и используют как наполнитель (3 мас.%) при производстве кисломолочных продуктов для улучшения

0 их структуры.

Распределение сырья и ассортимент вырабатываемой продукции представлены

в табл. 2.

Пример 3. Перерабатывают 100000

5 кг молока с массовой долей сухих веществ 11,8%, в том числе жира 3,5%. 53880 кг цельного молока используют для выработки . молока питьевого, молочных и кисломолочных напитков, а оставшиеся 46120 кг молока

0 сепарируют для получения сливок с массовой долей жира 20; 25 и 35% и массовой долей сухих веществ соответственно 27,5: 32и41,2%. Из полученных 39341 кгобезжи- ренного молока 5500 кг (14 мас.%) обраба5 тывают раствором полисахарида (мол. масса полисахарида 35000), содержащим 39,05 кг сухоо вещества полисахарида, остальное - обезжиренное молоко, и направляют для смешивания с цельным молоком при нормализации исходного сырья. Казеиновую фазу-l с массовой долей сухих веществ 18,4%, полученную в количестве 1023 кг, используют в качестве основы (75 мас.%) для производства белкового продукта 7%- ной жирности, а полисахаридную фазу-l в количестве 4748 кг сгущают до концентрации сухих веществ 30%. Концентрат бесказеиновойфазы,содержащий полисахаридную фазу- в количестве 1024 кг, используют для обработки его 5500 кг (14 мас,%) обезжиренного молока. Казеиновую фазу-l I с массовой долей сухих веществ 19,7%, полученную в количестве 1108 кг, используют для производства белкового продукта 9% жирности, а полисахаридную фазу-ll сгущают до концентрации сухих веществ 30% и в количестве 1818 кг используют в качестве структурообразователя и биологического обогатителя (5 мас.%) при производстве кисломолочных белковожи- ровых продуктов 17- и 22%-ной жирности, кисломолочных напитков 1,0- и 2,0%-ной жирности (3 мас.%) и молочного напитка 2,0%-ной жирности (3 мас.%), а также в качестве основы при производстве структурированного продукта типа суфле.

Количество используемого сырья и ассортимент вырабатываемых продуктов представлены в табл. 3.

Пример 4, Перерабатывают ТООООО кг молока с массовой долей сухих веществ 12%, в том числе жира 3,5%. 57730 кг цельного молока направляют на производство молока питьевого, молочных и кисломолочных напитков, а 42270 кг подвергают сепарированию для получения сливок с массовой долей жира 10; 20 и 30% и массовой долей сухих веществ соответственно 18,5: 27,5: 36,6%. Из полученных 35854 кг обезжиренного молока 10000 кг (28%) молока кислотностью 19°Т обрабатывают полисахаридом мол. массой 20000 при 2°С, а остальное используют для смешивания с цельным молоком при нормализации смеси. Казеиновую фазу с массовой долей сухих веществ 17,5%, полученную в количестве 1950 кг, используют для производства белкового продукта 16%-ной жирности, а полисахаридную фазу в количестве 8335 кг сгущают при 35°С и концентрируют до содержания сухих веществ 30%. Сгущение при более низких температурах технически затруднено в связи с необходимостью глубокого вакуума. Полученные 1806 кг концентрата бесказеиновой фазы используют в качестве структурообразователя при производстве кисломолочного белково-жирового продукта 17%-ной жирности (5 мас.%) и в качестве наполнителя (3 мас.%) при производстве молочных и кисломолочных напитков 2%-ной жирности.

Количество используемого сырья и ассортимент вырабатываемых продуктов

представлены в табл. 4.

П р и м е р 5. Перерабатывают 100000 кг молока с массовой долей сухих веществ 11,9%, в том числе жира 3,0%, 39147 кг молока сепарируют для получения сливок

0 16- и 28%-ной жирности с массовой долей сухих веществ соответственно 24 и 35%. Из полученных 39147 кг обезжиренного молока 8000 кг (25 мас.%) направляют для обработки полисахаридом мол. массой 20000 при

5 10°С, а остальное с 60853 кг цельного молока используют для производства питьевого молока, молочных и кисломолочных напитков. Казеиновую фазу в количестве 1520кг и с массовой долей сухих веществ 16% ис0 пользуют для производства белкового продукта 16%-ной жирности, а полисахаридную фазу в количестве 6880 кг сгущают при 65°С до концентрации сухих веществ 30%. Полученные 1492 кг концент5 рата в качестве наполнителя (3 мас.%) используют при производстве молочного и кисломолочного напитка, а также кисломолочного белково-жирового продукта.

Количество используемого сырья и ас0 сортимент вырабатываемых продуктов представлены в табл. 5.

Пример 6. Перерабатывают 100000 кг молока с массовой долей сухих в еществ 12,1 %, в том числе жира 3,6 мас.%. Сепари5 руют все молоко, в результате получают 7107 кг сливок и 92893 кг обезжиренного молока (белковой фракции) с кислотностью 19°Т. 100 мас.% обезжиренного молока обрабатывают полисахаридами с мол. массой

0 35000 при 10°С. При этом получают 18267 кг казеиновой фазы с массовой долей сухих веществ 18% и 74626 кг полисахаридной фазы с массовой долей сухих веществ 6,0%, в том числе лактозы 4,0 мас.%. Казеиновую

5 фазу в смеси со сливками используют для производства белкового продукта (2374 кг) 14%-нпй жирности. Полисахаридную фазу подвергают ферментации лактозой с тем, чтобы получить 25% расщепленной лакто0 зы, В результате в полисахаридной фазе образуется смесь углеводов состава, мас.%: лактоза 3,2; глюкоза 0,55; галактоза 0.5. Далее полисахаридную гидролизованную фазу сгущают при 55°С до30 мас.% и направляют

5 на производство сухого продукта в количестве 5544 кг с массовой долей сухих веществ 95% или структурированных продуктов в количестве 42717 кг с массовой долей сухих веществ 75%, в которых возможна замена сахарозы (по рецептуре) на количество получаемой при гидролизе глюкозы и галактозы, умноженное на коэффициент сладости моносахаридов, в частности глюкозы и галактозы.

Пример 7. Перерабатывают 100000 кг молока с массовой долей сухих веществ 11,8 мас.%, втом числе жира 3,5%. 43159 кг цельного молока используют для выработки молока питьевого с массовой долей жира 3,2% (10909 кг), молочного напитка с массовой долей жира 2,0% (19140 кг), молочного напитка с массовой долей жира 1,0 (2850 кг), кисломолочного напитка с массовой долей жира 2,0% (10260 кг), для нормализации которых использовано соответственно 1013, 12760, 6650, 6840 обезжиренного молока. Оставшиеся 56841 кг сепарируют для получения сливок с массовой долей жира 24,0 и 50,0% с целью выработки кисломолочных белково-жировых продуктов. Из полученного количества обезжиренного молока 20100 кг (40%) с кислотностью 16°Т обрабатывают полисахаридом с мол. массой 20000 при 40°С. При этом получают 3260 кг казеиновой фазы с массовой долей сухих веществ 17%, которую направляют на выработку белкового продукта и 15340 кг полисахаридной фазы с массовой долей сухих веществ 6,7 мас..% и лактозы 4,0 мас.%. Полисахарид- ную фазу подвергают ферментации лактозой с тем, чтобы получить 80% расщепленной лактозы. В результате в полисахаридной фазе получают 0,84 мае.% лактозы и 3,36 мас.% в сумме глюкозы и галактозы. 400 кг полисахаридной гидроли- зованной фазы используют для получения взбитого продукта, а остальную часть полисахаридной фазы концентрируют при 55°С до массовой доли сухих веществ 30%. Получают 3596 кг концентрированной полисахаридной фазы, которую используют в производстве кисломолочных напитков, белково-жировых и структурированных продуктов.

Пример 8. Перерабатывают 100000 кг молока с массовой долей сухих веществ 12,1%, втомчислежира 3,6 мас.% и лактозы 4,0 мас.%. Все молоко сепарируют. Получают 7107 кг сливок и 92893 кг обезжиренного молока с кислотностью 22°Т, которое обрабатывают при 2°С полисахаридами с мол. массой 80000. При этом получают 18267 кг казеиновой фазы с массовой долей сухих веществ 18% и 23409 кг полисахаридной фазы с массовой долей сухих веществ 20%. Казеиновую фазу в смеси со сливками используют для производства белкового продукта (2374 кг) 14%-ной жирности, а полиса- харидную фазу подвергают ферментации лактозой с тем, чтобы получить 25,0% рас- 5 щепленной лактозы. В результате в полисахаридной фазе образуется смесь углеводов состава, мас.%: лактоза 3,2; глюкоза 0,55; галактоза 0,5. Далее гидролизованную пол- . исахаридную фазу напровляют для произ- 0 водства сухого продукта в количестве 4823 кг с массовой долей сухих веществ 95,0%.

Пример 9. В 1000 кг пастеризованного обезжиренного молока с кислотностью 19°Т при 10°С вносят 110 кг раствора пекти- 5 нас содержанием 6,5 к сухого пектина с мол. массой 25000. После разделения полисахэ- ридную фракцию подают на ультрафильтрационную установку. Химический состав полисахаридной фракции в процессе обра- 0 ботки приведен в табл. 6.

Продукция, получаемая в результате переработки молока, может быть направлена на получение лечебных препаратов, продуктов спецназначения, на корм животным. 5

Формула изобретения

1. Способ переработки молока, предусматривающий сепарирование с получением

0 жировой фракции и обезжиренного молока, от л и ч а ю.щ и и с я тем, что, с целью повышения биологической ценности и создания безотходной технологии, обезжиренное молоко в количестве 5-100% с

5 кислотностью 15-23°Т обрабатывают при 2-40°С полисахаридом с мол. массой 20000-80000 до разделения на казеиновую и полисахаридную фазы с последующим получением из них необходимых продуктов.

0 2. Способ по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что полученную полисахаридную фазу предварительно концентрируют до массовой доли сухих веществ 30% при 35-60°С и используют для обработки обезжиренного

5 молока в качестве полисахарида или для получения необходимых продуктов.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что полученную, полисахаридную фазу подвергают ферментации до степени рае0 щепления лактозы 25-80%.

4.Способ по п. 1,отличающийся тем, что полисахаридную фазу подвергают мембранной обработке до содержания в полученном концентрате белка, углеводов,

5 минеральных веществ в соотношении 1:1,3:0,12-1:1,7:0,18.

Молоко питьевое

Кисломолочный белко- во-жироаой продукт (22%)

Кисломолочный белко- во-жировой продукт (17%)

белковый продукт (7%)

Белковый продукт (3%)

Структурированный продукт

Итого

2Т5

400 3400

.68 80

2700

273 1023

4121108

53880 23593 3400 2700 685 1023 1Ю8

2700

153 5 3068 22,0 30,0

273 1023

4121108

200 5

685 1023 1Ю8

1024

175 18U

4000 1364 1600 426

17,0 25,7 7,0 22,5 9,0 24,8

о

е.

ок

белко- дукт

напи

кт

22875 2125

20235 4360

14199 1780

615

10260

57730

400 7200

150

2585 615

25000 3,2

11,6

615

3400

2400 2400

1950 1950

Таблицаб

Изобретение относится к молочной промышленности, Целью изобретения является повышение биологической ценности и создание безотходной технологии. Для получения необходимых продуктов 5-100 мас.% обезжиренного молока с кислотностью 15-23° Т и температурой 2-40°С обрабатывают полисахаридом с мол. массой 20000-80000 до разделения на казеиновую и полисахаридную фазы с получением из них необходимых продуктов. Полисахаридную фазу можно предварительно концентрировать до массовой доли сухих веществ 30% при 35-60°С и использовать для обработки обезжиренного молока в качестве полисахарида или для получения необходимых продуктов. Полученную полисахаридную фазу можно подвергать ферментации до степени расщепления лактозы 25-80%, а также подвергать мембранной обработке до содержания в полученном концентрате белка, углеводов, минеральных веществ в соотношении 1 : 1,3 : 0,12 - 1 : 1,7 : 0,18. 3 з.п.ф-лы, 6 табл. сл