способ получения белково-жирового концентрата из молочного сырья

Формула изобретения

Способ получения белково-жирового концентрата из молочного сырья, включающий приемку молока, нормализацию его по жиру, пастеризацию смеси, охлаждение, разделение ее на многокомпонентный комплекс и безбелковую жидкость, отличающийся тем, что нормализацию молока осуществляют по жиру до массовой доли 5-8%, пастеризацию смеси при 75-85^oС без выдержки с последующим охлаждением до температуры 30-60^oС, разделение полученной системы путем введения коллоидного раствора хитозана в количестве 16-20% к ее массе, перемешивание, выдержку в течение 15-60 мин и отделение образовавшегося белково-жирового комплекса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности, может быть использовано в мясной, молочной и пищевой промышленности.

Известна технология переработки молочного сырья с использованием пектина по технологии "Био-Тон", предусматривающая сепарирование цельного молока и наиболее полное использование всех компонентов обезжиренного молока. При внесении в обезжиренное молоко пектина происходит разделение его на бесказеиновую фазу, содержащую сывороточные белки, пектин и другие растворимые вещества молока, и концентрат натурального казеина, представляющий собой раствор казеина, находящегося в коллоидно-дисперсном состоянии (Современные достижения биотехнологии. Материалы Всероссийской конференции. - Ставрополь, 1996 г., - с 197).

Однако данная технология пока не нашла широкого применения в промышленности из-за отсутствия пектина стандартного состава и трудоемкости процесса.

Известен способ производства творога кислотным методом, который состоит из следующих операций: приемки и подготовки молока, подогрева и сепарирования, составления смеси, ее пастеризации и охлаждения, заквашивания и сквашивания смеси, нагревания образовавшегося сгустка, отделения сгустка от сыворотки, охлаждения полученного творога, упаковки его с посадедующим доохлаждением.

Творог вырабатывают из коровьего нормализованного или обезжиренного молока путем сквашивания его закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых бактерии, с последующим подогревом сгустка. Предназначается продукт для непосредственного употребления в пищу и выработки творожных изделий. Отобранное по качеству и количеству молоко подвергают очистке и нормализуют в зависимости от содержания жира в готовом продукте. Нормализованную смесь или обезжиренное молоко пастеризуют при температуре 782^oC с выдержкой от 15 до 20 с и охлаждают до температуры заквашивания. Заквашивают подготовленное молоко закваской, приготовленной на культурах мезофильных молочнокислых стрептококков, при температуре 28-32^oС. Количество закваски составляет от 1 до 5% к массе молока и зависит от ее активности. Кислотность закваски должна быть 85-90^oТ. Смесь периодически перемешивают в течение одного часа, после чего ее оставляют в покое до образования сгустка. Окончанием сквашивания считают образование в меру плотного сгустка кислотностью от 75 до 80^oТ для творога с массовой долей жира 9% и от 80 до 95^oТ для творога нежирного. Продолжительность сквашивания составляет от 8 до 12 часов. Для ускорения отделения сыворотки готовый сгусток медленно подогревают до температуры сыворотки от 40 до 55^oС и выдерживают от 20 до 30 минут. Затем по окончании процесса нагревания массу медленно охлаждают и начинают спуск сыворотки. Охлаждение творога осуществляют на общеизвестном специальном оборудовании всех видов и марок, предназначенных для его охлаждения, до температуры не более 15^oС. Охлажденный творог направляют на фасовку (Технологическая инструкция по производству творога кислотным способом. - М. , 1982, ТИ - 49-2-24-81).

Однако технология производства творога данным способом имеет ряд недостатков: это довольно продолжительный и трудоемкий процесс производства, наблюдаются существенные потери белка и жира с сывороткой.

Наиболее близким техническим решением является способ производства мягкого диетического творога. Творог вырабатывают путем сквашивания пастеризованного при температуре 85-90^oС обезжиренного молока чистыми культурами молочнокислых стрептококков с удалением части сыворотки сепарированием с последующим добавлением к нежирному творогу сливок. Для этого в пастеризованное и охлажденное до 28-34^oС обезжиренное молоко вносят при перемешивании закваску, хлорид кальция и раствор сычужного фермента. Смесь сквашивают до кислотности сгустка 85-90^oТ. Продолжительность скашивания - 3-4 часа. Готовый сгусток тщательно перемешивают мешалкой и с помощью насоса направляют в пластинчатый теплообменник, где его сначала нагревают до 60-62^oС для лучшего отделения сыворотки, а затем охлаждают до 28-32^oС. Далее сгусток дробят с помощью сетчатого фильтра и направляют на сепаратор-творогоотделитель для получения нежирного творога. Готовый творог охлаждают до 8^oС и смешивают с пастеризованными охлажденными до 10-17^oС сливками с массовой долей жира 50-55%. Готовый продукт перед непосредственным использованием фасуют на автомате в коробки, стаканчики или пакеты из полимерных материалов, которые укладывают в ящики и направляют в холодильную камеру на хранение при температуре 2^oС (Твердохлеб Г.В., Диланяни З.Х. и др. Технология молока и молочных продуктов. - М: Агропромиздат, 1991. -463с.).

Однако этот способ отличается довольно продолжительным и трудоемким процессом производства, при этом наблюдаются существенные потери белка и жира.

В задачу авторов входило упрощение технологического процесса, сокращение потерь белка и жира, снижение себестоимости производства и получение продукта с новыми функциональными свойствами.

Сущность нового технического решения заключается в рациональном использовании функциональных свойств гель-хитозана, воздействии температуры, изменении реакции среды, продолжительности обработки, варьировании соотношения белковой и жировой фаз, количественным соотношением хитозана и молочного сырья.

Хитозан - натуральный продукт, относится к природным полимерам животного происхождения. Изготовляют его из панцырей красноногих крабов. Характерной особенностью хитозана является высокая активность по отношению к другим природным веществам. Он дешевле и легче поддается модификации как химической, так и механической. Хитозан обладает рядом функциональных свойств в плане регулирования консистенции, реологических и физических свойств продуктов, в которых его используют. Кроме того, он является функциональным продуктом оздоровительного свойства. Хитозан затормаживает процесс старения, усиливает иммунитет, является хорошим средством профилактики заболеваний, способствует оздоровлению организма человека.

Поставленная цель достигается следующим образом. Поступающее цельное молоко отбирают по качеству и количеству, очищают, подогревают до температуры 35-40^oС и направляют на сепаратор-сливкоотделитель для получения сливок с массовой долей жира 5-8%. При необходимости сливки нормализуют обезжиренным молоком или цельное молоко сливками. Нормализованную смесь пастеризуют при температуре 82-87^oС без выдержки, затем охлаждают до температуры 30-60^oС и направляют в резервуар для дальнейшей переработки. В подготовленную смесь подают 1%-ный коллоидный раствор хитозана, приготовленный на кислой молочной сыворотке, в количестве 16-20% от массы смеси. Смесь тщательно перемешивают и оставляют в покое на 15-60 мин. Образующийся сгусток, представляющий собой комплекс казеина, сывороточных белков, молочного жира и других остатков сухих веществ молока, отделяют одним из известных способов. Полученный белково-жировой концентрат смешивают с наполнителем и обрабатывают на коллоидной мельнице или аналогичном оборудовании для получения пастообразной однородной консистенции. Затем продукт фасуют и доохлаждают до температуры 5-8^oС.

Приготовление раствора хитозана основано на его способности растворяться в органических кислотах. Для чего в молочную сыворотку с кислотностью 100-200^oТ, очищенную от части сывороточных белков методом тепловой денатурации, при температуре 15-45^oС вносят сухой хитозан в количестве 0,5-1,0%, тщательно перемешивают и осуществляют процесс набухания и растворения в течение 24 часов. Срок хранения хитозана составляет от 3 до 5 суток.

Получение белково-жирового концентрата предусматривает выделение способом ионотропного гелеобразования белково-жировой фракции из полидисперсной системы введением в качестве структурообразователя - гель-хитозана.

Интервал количества вносимого коллоидного раствора хитозана 16-20% (что соответствует 0,2-0,25% сухого хитозана) к массе нормализованной смеси ограничен тем, что с увеличением роста концентрации полимера изменяются его реологические свойства. Это усугубляется комплексным воздействием температуры, продолжительности выдержки, соотношения белковой и жировой фаз. Именно в этом интервале начинает преобладать процесс агрегирования. Происходит формирование единой пространственной сетки молочного сгустка, в петли которой захватываются дисперсионная среда с жировыми шариками и другими составными частями молока. Образуется плотный сгусток, хорошо отделяющий сыворотку и удерживающий мельчайшие капельки жира. Это свойство оправдывает принятое решение о нормализации смеси по жиру в пределах 5-8%. Массовая доля жира в смеси обеспечивает получение готового продукта с заданными физико-химическими и органолептическими свойствами. С увеличением массовой доли жира свыше 8% структура сгустков становится более текучей, а консистенция готового продукта - сильно мажущейся. Продукт получают с повышенным содержанием влаги.

Установлено, что процесс разделения системы происходит особенно продуктивно при температуре среды 30-60^oС. Для разделения смеси требуется 15-60 минут. Дальнейшее повышение температуры нецелесообразно из-за возможных изменений структуры белковых комплексов. Это приводит к образованию плотных сгустков, а впоследствии и к формированию резинистой консистенции готового продукта. В то же время с повышением температуры до 60^oС уменьшается количество белковых веществ в сыворотке без увеличения количества жира.

Примеры изготовления белково-жирового продукта с указанием технологических параметров выработки и состава готового продукта приведены в таблице.

Органолептическая оценка белково-жировых продуктов, полученных после разделения смеси: вкус - чистый, кисломолочный; консистенция - нежная, однородная, слегка мажущаяся, цвет - белый.

Таким образом, использование коллоидного раствора хитозана в качестве биополимера для разделения молочного сырья на две фазы: комплекс хитозан-белок-жир и жидкость с растворенными веществами, такими как лактоза, минеральные соли, белковые и небелковые азотистые соединения и частично хитозан, существенно упрощает процесс разделения. Такой подход позволяет снизить затраты на технологию получения белково-жировых концентратов. Кроме того, предлагаемый вариант прост и не требует дополнительного технологического оборудования к уже имеющемуся в промышленности.

Полученные концентраты имеют нативную природу, что увеличивает их биологическую и пищевую ценность, а наличие хитозана придает им и лечебно-профилактические свойств. Безбелковая фаза молока по составу близка к молочной сыворотке и может быть использована как для производства молочных продуктов по традиционным технологиям, так и для выработки новых продуктов.