способ производства молочного концентрата и способ контроля содержания в нем дигидрокверцетина

Формула изобретения

1. Способ производства молочного концентрата с проведением процессов пастеризации молочного сырья, сгущения и внесения биофлавоноида, отличающийся тем, что в качестве биофлавоноида используют дигидрокверцетин в количестве 0,005 2,0% к массе сухого вещества молока в продукте, введение дигидрокверцетина осуществляют перед сгущением в виде водного или водно-спиртового раствора при соотношении дигидроквецетина и растворителя соответственно 1 10, при этом после внесения дигидрокверцетина в смесь дополнительно вносят аскорбиновую кислоту в количестве 0,005 2,0% в виде 1 - 2%-ного водного раствора, а полученную после сгущения молочную основу используют в качестве готового продукта, или подвергают сушке, или в нее в процессе сгущения вносят сахарный сироп, или ее гомогенизируют, упаковывают и стерилизуют, причем содержание дигидрокверцетина контролируют в концентрате после сгущения, или после сушки, или после стерилизации.

2. Способ контроля содержания дигидроквецетина в молочном концентрате, внесенного в молочное сырье, отличающийся тем, что контроль проводят в образце исходного молочного концентрата после разбавления его водой, освобождения его от липидной фракции, экстрагирования из обезжиренного образца дигидрокверцетина с одновременным осаждением белковой фракции, экстрагированием из последней дигидрокверцетина и хроматографированием обоих экстрактов и сопоставлением фактического содержания дигидрокверцетина с внесенным.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к получению новых видов сухого молока и сгущенных молочных консервов сладких и стерилизованных, обогащенных натуральными добавками, полученными из растительного сырья, обладающих Р-витаминной, антиокислительной активностью и лечебно-профилактическими свойствами, повышающими устойчивость организма к рациционному воздействию (радиопротекторные свойства). Подобные молочные сухие продукты и молочные консервы не вырабатываются в стране и за рубежом.

Молоко, полученное в районах с повышенной радиацией (после Чернобыля в России 12 таких районов в Тульской, Ленинградской, Рязанской, Калужской, Воронежской, Брянской, Орловской, Белгородской, Липецкой, Смоленской, Курской, Тамбовской областях и вокруг Челябинской зоны), не может быть использовано для питания населения, особенно для детей. Снабжение населения, в том числе детского, сухим молоком или сгущенным молочными консервами, изготовленными в благополучных районах, сняло бы эту проблему. Вместе с тем, учитывая постоянное долговременное воздействие на население в указанных выше районах продукты повседневного спроса (молоко) необходимо обогатить пищевыми добавками, обладающими радиопротекторными свойствами. К таким веществам относятся соединения, способные ингибировать процесс образования и накопления свободных радикалов в организме при радиационном облучении. Как правило, соединения, обладающие антиокислительной активностью, имеют подобный механизм действия.

В пищевой промышленности в качестве антиокислителей используют флавоноидные соединения.

Известны различные способы производства молочных консервов и сухих продуктов с использованием в качестве антиокислителя флавоноидных соединений.

Известен способ получения сухого молочного продукта, предусматривающий подготовку наполнителя, нагревание молока, смешивание с наполнителем, тепловую обработку, охлаждение, выдержку полученной смеси, внесение флавоноида кверцетина (КВ) и сушку. В этом случае кверцетин использован только как антиокислитель и получаемый продукт не обладает лечебно-профилактическими свойствами. В случае если сушат кисломолочные продукты, то сушка может быть только сублимационной, что значительно удорожает стоимость продукции (авт. св. СССР N 1153871).

Наиболее близким техническим решением является способ, предусматривающий процессы пастеризации молочного сырья, сгущения, внесения биофлавоноида (КВ) в качестве антиокислителя и сушки.

Данный способ имеет следующие недостатки.

Продукт не обладает лечебно-профилактическими свойствами, поскольку КВ оказывает только антиокислительное действие по отношению к имеющемуся в продукте молочному жиру.

Кверцетин нерастворим в воде и в слабых водно-спиртовых смесях (10-20%), а растворение его в спирте и внесение перед сушкой спиртового раствора приводит к удорожанию себестоимости сухих молочных продуктов и дополнительному большому расходу не предприятиях этилового спирта.

Предусмотренное способом внесение спиртового раствора КВ в сгущенное гомогенизированное молоко не всегда возможно на предприятиях, поскольку промежуточные емкости перед сушкой как правило не имеют мешалок. Сгущенное молоко практически не гомогенизируют перед сушкой, так как молочноконсервные предприятия не оснащены гомогенизаторами (за редким исключением). Кроме того, внесение спиртового раствора может вызвать коагуляцию белка.

Использование КВ рекомендовано в производстве только сухого продукта, не предусмотрено применение КВ в производстве сгущенных стерилизованных и сгущенных с сахаром молочных консервов.

Лечебный или профилактический эффект готового продукта, получаемого по предлагаемому способу, зависит от того, насколько ДКВ сохранится в готовом продукте после технологической обработки молока и хранения консервов, поэтому необходимо иметь метод контроля ДВК в продукте.

Известен метод определения примеси кверцетина в рутине (авт. св. N 1242177, кл. A 61 K 35/78, 1986).

Наиболее близким аналогом является способ определения компонентов фламина (авт. св. N 2334077, кл. G 01 N 33/25, 1987).

Однако оба эти способа предусматривают анализ только однородной в химическом отношении смеси флавоноидов и не могут быть использованы для количественного определения компонента флавоноидной природы, а именно дигидрокверцетина в сухом молоке или молочных консервах, поскольку они являются разнородными по химической природе продуктами, состоящими из белков, липидов, углеводов и других компонентов. Способ определения любых флавоноидов и в том числе ДКВ в молочных продуктах отсутствуют.

Целью изобретения является разработка способа производства сухих молочных продуктов и молочных консервов с лечебно-профилактическими свойствами, обогащенных дигидрокверцетином, и метод контроля его содержания в готовом продукте.

Цель достигается тем, что в способе, предусматривающем процессы пастеризации молочного сырья, сгущения, внесения флавоноида и сушки, согласно изобретению в качестве биофлавоноида используют дигидрокверцетин (ДКВ) в количестве 0,005-2,0% к массе сухого вещества молока в продукте, а введение его осуществляют перед сгущением в виде горячего водного раствора или 10%-ного водно-спиртового раствора в соотношении ДКВ и растворитель 1:10 и аскорбиновую кислоту в количестве 0,005-0,1% в виде 1-2%-ного водного раствора. При этом контроль содержания ДКВ осуществляют по методике, предусматривающей восстановление сухого молока или молочных консервов, освобождение от липидной фракции, экстрагирование ДКВ из обезжиренного восстановленного молока с одновременным осаждением белковой фракции, экстрагированием из нее ДКВ с последующим хроматографированием обоих экстрактов, с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Полученный продукт можно после сгущения гомогенизировать, упаковывать и стерилизовать, а в процессе сгущения можно вводить сахарный сироп.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Цельное или обезжиренное молоко или нормализованную смесь из них пастеризуют, вводят в качестве биофлавоноида дигидрокверцитин (ДКВ), обладающий радиопротекторными свойствами, в количестве 0,005-0,2% к массе сухого вещества молока в продукте, введение его осуществляют в виде горячего водного раствора или 10% водно-спиртового раствора в соотношении ДКВ и растворитель 1: 10, сгущают на вакуум-выпарной установке до достижения массовой доли сухих веществ 30-75% и сушат на распылительных сушильных установках при температуре горячего воздуха, поступающего в сушильную башню 16-180^оС и отработанного воздуха на выходе из сушильной башни 65-80^оС. Количество ДКВ в готовом сухом продукте или сгущенных молочных консервах контролируют по методике, предусматривающей восстановление водой сухого молока или молочных консервов, освобождение от липидной фракции, экстрагирование ДКВ из обезжиренного восстановленного молока с одновременным осаждением белковой фракции, экстрагированием из нее ДКВ с последующим анализом обоих экстрактов с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Полученный продукт после сгущения можно гомогенизировать, упаковывать и стерилизовать, а в процессе сгущения можно вводить сахарный сироп.

Перед нанесением порошкообразного ДКВ его необходимо растворить. В отличие от КВ, который нерастворим в воде и слабых водно-спиртовых смесях, ДКВ обладает лучшей растворимостью, например, в 10%-ном этаноле его растворимость равна 0,055 г/100 мл. ДКВ способен растворяться с повышением температуры. Широкое внедрение сухих молочных продуктов и молочных консервов, обогащенных пищевыми добавками, в частности ДКВ, находится в прямой взаимосвязи с масштабами промышленного производства этих веществ, доступностью и стабильностью сырьевой базы.

Сырьевым источником для получения ДКВ служит щепа лиственницы. ДКВ, выделенный из древесины лиственницы, представляет собой продукт высокой степени чистоты. Производство ДКВ основано на доступном отечественном сырье без каких-либо ограничений в объеме его заготовки и поставки, поскольку стадия получения ДКВ совмещена с технологией производства целлюлозы. ДКВ по современной клссификации относится к малотоксичным соединениям, оказывает капилляроукрепляющий эффект, обладает противовоспалительным и радиозащитным действием, в комплексе с другими средствами может быть использован для лечения лучевых поражений.

В литературе отсутствуют сведения об изготовлении сухих молочных продуктов и молочных консервов, обогащенных ДКВ, с целью придания продуктам лечебно-профилактических свойств.

Количество вносимого ДКВ составляет для лечебно-профилактических целей от 0,055 до 2,0% к массе сухих веществ молока, что обеспечит продукту радиопротекторные свойства;

ДКВ вносят перед сгущением, чтобы предотвратить перекисное окисление липидов молока, в виде горячего водного раствора или 10%-ного водно-спиртового раствора в соотношении ДКВ и растворитель 1:10 и раствор смешивают с молоком в пропорции 1:30;

ДКВ используют в производстве сухих молочных продуктов и молочных консервов как жирных, так и полужирных и обезжиренных, поскольку ДКВ является активным комплексообразователем, соединяясь с белками молока, придает им радиопротекторные свойства и значительно улучшает воздействие ДКВ, поступающего в организм в комплексе с белками. Использование ДКВ при выработке масложирной и обезжиренной продукции позволит расширить ассортимент консервов лечебно-профилактического назначения и использовать при этом вторичное сырье (обезжиренное молоко);

Введение ДКВ предусмотрено при выработке стерилизованных сгущенных консервов, поскольку ДКВ является термоустойчивым веществом, не разрушающимся при стерилизации (в отличие от других биологически активных веществ).

Предложен новый метод обнаружения ДКВ в готовых сухих молочных продуктах и молочных консервах, что обеспечивает объективный контроль сохранности ДКВ как активной радиопротекторной пищевой добавки после технологической обработки (пастеризация, сгущение, сушка или стерилизация) и в процессе хранения и, следовательно, гарантирует лечебно-профилактические свойства продукта. Новым методом установлено, что в готовых продуктах сохраняется 96-99% ДКВ от внесенного количества.

Предлагаемый метод контроля содержания ДКВ в готовом продукте осуществляется следующим образом.

Сухое молоко или сгущенные молочные консервы восстанавливают, липиды экстрагируют петролейным эфиром. В обезжиренном молоке проводят депротеинизацию этилацетатом, подкисленным 35% -ным раствором перхлорной кислоты. После центрифугирования удаляют водный слой, органическую фазу отделяют, испаряют в сушильном шкафу, остаток растворяют в подвижной фазе и получают 1-й экстракт, который хроматографируют. Осажденную белковую фракцию обрабатывают метанолом, подкисленным 35%-ным раствором перхлорной кислоты, центрифугируют, отделяют метанольный слой, получают 2-й экстракт и его хроматографируют.

П р и м е р 1. 100 г сухого молока, содержащего 0,005% ДКВ к массе сухого вещества, помещают в пенициллиновую склянку, восстанавливают, добавляя 1,1 мл дистиллированной воды и взбалтывают. 1,0 мл восстановленного молока микропипеткой переносят в центрифужную пробирку объемом 2,2 мл, освобождают молоко от липидной фракции, добавляя 1,0 мл петролейного эфира. Содержимое тщательно встряхивают 3 мин, центрифугируют 3 мин и 0,8 мл обезжиренного слоя переносят в другую центрифужную пробирку (для экстрагирования ДКВ с одновременным осаждением белковой фракции), куда добавляют 1,0 мл этилацетата, подкисленного 20 мкл 35%-ного раствора перхлорной кислоты. Содержимое пробирки встряхивают 5 мин и центрифугируют 5 мин. После центрифугирования в пробирке образуются три слоя: органическая фаза, белковый слой и водная фаза. Органическую фазу переносят в центрифужную пробирку и этилацетат испаряют в сушильном шкафу. Остаток растворяют в 0,5 мл водвижной фазы, получают экстракт раствор N 1, его центрифугируют и хроматографируют. Водную фазу удаляют, к осажденному оставшемуся белку для экстрагирования ДКВ добавляют 0,5 мл метанола, подкисленного 20 мкл 35%-ного раствора перхлорной кислоты, встряхивают 5 мин, центрифугируют 5 мин и метанольный экстракт раствор N 2 хроматографируют.

Условия хроматографичеcкого анализа:

Колонка Lichrosor В 10 RP-2 (250 х 4,6 мм).

Подвижная фаза: ацетонитрил 2% уксусная кислота в соотношении по объему 30:70.

Скорость потока элюента 1,0 ил/мин УФ-детектор, длина волны 290 нм.

Количественное содержание ДКВ определяют методом внешнего стандарта по сумме результатов, полученных при анализе обоих экстрактов растворов N 1 и 2. При анализе стандарт с концентрацией ДКВ 40 мкг/ил имел площадь пика 254,896. В 100 мг сухого молока, обработанного в соответствии с предложенной методикой, получили площадь пика у раствора N 1 182,723, раствора N 2 35,715. Сумма площадей у двух экстракторов-растворов равна 218,438, что соответствует 34,27 мкг/мл ДКВ. С учетом допустимых потерь по методике в образце сухого молока теоретически должно быть 34,94 мкг/мл, т.е. фактически анализ показал наличие 98,08% ДКВ в продукте.

П р и м е р 2. 10 000 кг молока цельного с массовой долей сухих веществ 11,7% пастеризуют при 95оС без выдержки, вносят 0,059 кг дигидрокверцетина (ДКВ) (0,005% к массе сухого вещества молока) в виде 10%-ного горячего водно-спиртового (или водного) раствора. ДКВ приготавливают следующим образом: отвешивают 0,059 кг ДКВ, растворяют 0,530 кг горячего (70^оС) водно-спиртового раствора; водно-спиртовый раствор приготавливают в соотношении: 1 ч. этилового спирта и 9 ч. дистиллированной воды. Полученную суспензию ДКВ смешивают с молоком в соотношении 1:30 (0,583 кг суспензии ДКВ и 17,67 кг молока) при тщательном перемешивании, а затем вносят в исходное сырье. С целью повышения активности ДКВ, вносят аскорбиновую кислоту (АК) в количестве 0,059 кг (0,005% к массе сухого вещества) в виде 2%-го водного раствора с температурой 40^оС при интенсивном перемешивании. После внесения в молоко ДКВ и АК проводят сгущение при температуре 50^оС до массовой доли сухих веществ 45% и высушивают при температуре входящего воздуха 180^оС и отработанного на выходе 80^оС. При этом в молоко в процессе сгущения можно вносить сахар в виде 70% -ного сиропа, продолжать сгущать до массовой доли сухих веществ в продукте 71,0% охлаждать в вакуум-охладителе до 20^оС и упаковывать, или можно сгущать молоко до массовой доли сухих веществ в продукте 28,0% затем его гомогенизировать при общем давлении 18 МПа (на второй степени 3,0 МПа), упаковывать и стерилизовать при 116-117^оС с выдержкой 15-17 мин, в зоне подогрева температура 80-90^оС, затем продукт охлаждают до 20^оС (вырабатывают без добавления аскорбиновой кислоты).

П р и м е р 3. 10 000 кг цельного молока с массовой долей сухих веществ 11,7% пастеризуют при 90^оС без выдержки, вносят 23,4 кг дигидрокверцетина (ДКВ) (2,0% к массе сухого вещества молока) в виде 10%-ного горячего (70^оС) водно-спиртового (или водного) раствора. Водно-спиртовый раствор готовят как в примере 2. ДКВ приготавливают следующим образом: отвешивают 23,4 кг ДКВ, растворяют в 201,6 кг горячего водно-спиртового раствора, полученную суспензию ДКВ смешивают с молоком в соотношении 1:30 (234 кг суспензии ДКВ смешивают с 7020 кг молока) при тщательном перемешивании, а затем вносят в пастеризованное молоко. Аскорбиновую кислоту в количестве 1,17 кг (0,1% к массе сухого вещества) вносят в виде 1%-ного водного раствора с температурой 40^оС при интенсивном перемешивании. После внесения в молоко ДКВ и АК проводят сгущение при 50^оС до массовой доли сухих веществ 45% и высушивают при режимах, указанных в примере 2; при этом в молоке в процессе сгущения можно вносить сахар в виде 70%-ного сиропа, продолжать сгущать до массовой доли сухих веществ в продукте 69,0-71,0% охлаждать в вакуум-охладителе до 20^оС и упаковывать; при этом можно сгущать молоко до массовой доли сухих веществ в продукте 25,0-28,0% затем гомогенизировать при общем давлении 18 МПа (на второй степени 3 МПа), упаковывать, стерилизовать при 116-117^оС с выдержкой 15-17 мин и охлаждать до температуры 20^оС. (Вырабатывают без добавления аскорбиновой кислоты).

П р и м е р 4. 10 000 кг обезжиренного молока с массовой долей сухих веществ 9,0% пастеризуют при температуре 85^оС без выдержки, вносят 0,045 кг ДКВ (0,05% к массе сухого вещества молока) в виде 10%-го горячего (70^оС) водно-спиртового (или водного) раствора. Водно-спиртовый раствор готовят как в примере 2. Суспензию ДКВ приготавливают следующим образом: отвешивают 0,045 кг ДВК, растворяют в 0,405 кг водно-спиртового (или водного) раствора; полученную суспензию ДКВ смешивают с 13,5 кг молока) при тщательном перемешивании, а затем вносят в пастеризованное молоко. Аскорбиновую кислоту в количестве 0,045 кг (0,005% к массе сухого вещества молока) вносят в виде 2% -ного водного раствора с температурой 40^оС при интенсивном перемешивании. После внесения в молоко ДКВ и АК проводят сгущение в вакуум-выпарной установке до массовой доли сухих веществ 38% высушивают при режимах, указанных в примере 2, охлаждают до 20^оС и упаковывают, при этом в молоко в процессе сгущения вносят сахар в виде 70%-ного сиропа, продолжают сгущать до массовой доли сухих веществ 69% охлаждают до 20^оС и упаковывают.

П р и м е р 5. 10 000 кг обезжиренного молока с массовой долей сухих веществ 9,0% пастеризуют при 85^оС без выдержки, вносят 18 кг ДКВ (2,0% к массе сухого вещества молока) в виде 10%-ного горячего (70^оС) водного раствора. Суспензию ДКВ приготавливают следующим образом: отвешивают 18 кг ДКВ, растворяют в 162 кг водного раствора, полученную суспензию ДКВ смешивают с молоком в соотношении 1:30 (180 кг суспензии ДКВ смешивают с 5400 кг молока) при тщательном перемешивании, а затем вносят в пастеризованное молоко. АК в количестве 0,9 кг (0,1% к массе сухого вещества молока) вносят в виде 2%-ного водного раствора с температурой 40^оС при интенсивном перемешивании. После внесения в молоко ДКВ и АК проводят сгущение до массовой доли сухих веществ 32% высушивают, охлаждают и упаковывают как в примере 2, при этом в молоко в процессе сгущения вносят сахар в виде 60%-ного сиропа, продолжают сгущать до массовой доли сухих веществ 68% охлаждают до 20^оС и упаковывают.

Сухие молочные продукты и молочные консервы, полученные по предлагаемому способу, обогащены дигидрокверцетином, обладающим радиопротекторными свойствами. Эти продукты могут быть использованы для питания детей и взрослого населения, находящихся в районах с повышенной радиацией. Очень важным является контроль содержания ДКВ в готовых продуктах и во время хранения. В связи с этим разработан метод ВЭЖХ количественного содержания ДКВ в молочных продуктах.